Бариерите пред използването на възобновяема електроенергия са повече политически и културни, отколкото технологични или икономически (снимка: CCO Public Domain)
Ключовото решение на проблема с климатичните промени е добре известно на всички – трябва да спрем да горим изкопаеми горива. Как да направим това – е въпрос, по който се спори много.
Напълно възможно е да добиваме електричество само от възобновяеми източници и да електрифицираме почти всичко, твърди икономистът Дейвид Тимънс и аргументира становището си пред Tech Explore, обобщавайки блестящо всички досегашни разяснения защо 100% ВЕИ мрежа е напълно постижима цел.
Да електрифицираме всичко означава движение на превозните средства и влаковете само с електричество, отопление на сградите само с електрически термопомпи, електрифициране на промишлените системи и т.н. Това е съвсем постижимо, затова фокусът е върху захранването на електрическата мрежа с възобновяеми източници.
Осъществимостта на тази задача е съвсем реална, така че остава да бъде решен само въпросът за времето за преход.
Известни технологии
„Моите изследвания се фокусират върху икономиката на възобновяемата енергия. За да демонстрират осъществимост и да оценят стойността на възобновяемите електроенергийни системи, изследователите използват компютърни модели, които изчисляват потенциалното производство чрез различните технологии във всеки момент въз основа на променящите се метеорологични условия. Моделирането разкрива коя комбинация от източници на електроенергия и кои системи за съхранение на енергия имат най-ниска цена, като са в състояние винаги да отговарят на търсенето”, разказва Дейвид Тимънс.
„Много изследвания показват, че 100% възобновяемите електрически мрежи са осъществими в Европа, САЩ, Австралия и други региони. Наскоро с колегите ми завършихме мащабно проучване на островната държава Мавриций. Островите са привлекателни места за експериментиране на прехода към ВЕИ поради малкия си мащаб, относителната простота и зависимостта от вносните горива.
Има редица начини за производство на електроенергия от възобновяеми източници: водни централи, вятърни турбини, слънчеви фотоволтаични масиви, геотермални кладенци и изгаряне на различни форми на биомаса (растителна материя), наред с подобряването на ефективността с цел използване на по-малко енергия. Всичко това са вече зрели технологии с добре известни параметри на разходите.
Другите възможности включват добив на енергия от приливите и вълните, както и концентрирана слънчева енергия, където рефлектори фокусират слънчевите лъчи в една точка, за да произвеждат енергия. Въпреки че тези технологии могат да бъдат използвани в бъдеще, необходимостта от справяне с изменението на климата е спешна и, според мен, зрелите технологии са напълно достатъчни за целта”, казва Тимънс.
Ядрената енергия остава силно спорна в този разговор. Макар да е чиста от гледна точка на въглеродни емисии, тя не е безопасна и инцидентите в ядрената индустрия са достатъчно показателни, че е по-добре да не се причислява към енергийните източници на бъдещето.
Мрежата на бъдещето
Системите за възобновяема енергия са специфични според местоположението. Най-добрата система на дадено място зависи от ресурсите на самото място (например, ветровито ли е?), от времевия модел (колко често не е ветровито?) и наличието на допълнителни източници (има ли достатъчно реки за резервиране чрез ВЕЦ?). Въпреки тази чувствителност към местоположението, проучванията за различни места достигат до сходни резултати.
„Наличието на разнообразие от възобновяеми източници може да намали разходите. По-специално слънчевите и вятърните системи добре се допълват, защото когато не грее слънце, обичайно има вятър; моделирането установява, че комбинацията от двете обикновено е по-евтина от притежаването на само една от двете технологии.
За повечето технологии по-големият мащаб води до намаляване на разходите. Например, мащабните соларни ферми могат да бъдат над 1000 пъти по-евтини от покривните жилищни системи.
Тъй като слънчевите и вятърните ресурси варират на различните места, системните разходи спадат с увеличаването на производствената площ, така че трябва да има стабилна електропреносна мрежа, която да премества електричество от местата, където се добива, до местата на търсенето и потреблението. Също така се нуждаем от повече електроенергия за приложения като транспорта, които в момента използват предимно изкопаеми горива. Това означава, че мрежата трябва да расте доста.
Проучванията показват, че използването на електрическа мрежа с променлива възобновяема енергия ще включва не-използване или направо изхвърляне на енергията на моменти – стратегия, която намалява разходите в сравнение с решението всяка излишна енергия да се съхранява”, смята Тимънс.
Все пак е необходима някаква форма на съхранение на електроенергия. Батериите работят добре за справяне с малки, краткосрочни колебания. Но за съхраняване на енергия в продължение на много часове или дни най-добра си остава технологията на ПАВЕЦ. Помпите използват всяка излишна енергия в мрежата, за да изпомпват вода нагоре към язовира, а когато е необходима енергия в мрежата, водата се пуска през турбините, за да генерира електричество.
Водноелектрическите централи и тези на биомаса могат да са достъпни „на поискване”, но и двете имат своята екологична цена – въздействие върху природата – и това изисква внимателно управление. ВЕЦ може да променя местните екосистеми. Изграждането им трябва да се прави много внимателно. Изгарянето на биомаса пък излъчва въглероден диоксид – което е по-малкият проблем – и води до промяна в земеползването, която може да има много тежки последици. Човешкият опит в това отношение не е добър. Затова тези две технологии по-скоро следва да се избягват.
Реалните бариери: политически и културни
„Една бъдеща ВЕИ-базирана електрическа мрежа и електрификация на индустриите може да намали – или да не намали – енергийните разходи. Но избягването на най-лошите последици от изменението на климата означава пълен отказ от изкопаемите горива, независимо дали това спестява пари. Все пак преходът към възобновяеми източници ще бъде по-бърз и политически по-лесен, ако е и по-евтин.
На Мавриций нашето проучване установи, че разходите за електроенергия от възобновяеми източници са сходни с настоящите разходи за добив на енергия въз основа на текущите капиталови разходи за възобновяема енергия. Някои проучвания пък установяват, че разходите за електроенергия от възобновяеми източници в бъдеще ще бъдат по-ниски от настоящите разходи за системи на база изкопаеми горива. А още по-вероятно е разходите да продължат да спадат с изграждането на все повече системи за добив на възобновяема енергия.
Дотук това е само техническата гледна точка. Комбинацията от възобновяеми източници и системи за съхранение на енергия – специфична в зависимост от местните ресурси и условия – може да осигурява цялата необходима електроенергия на достъпна цена и ще намали замърсяването на въздуха.
Но за да се случи всичко това, е необходимо още нещо – правителствени политики, които да насърчат прехода към възобновяема енергия. Климатичните промени са „външни разходи” – понасяни от обществото, а не от производителите на енергия – така че пазарните сили сами по себе си не са достатъчни за прехода. Освен да поставят цена на въглерода, правителствата трябва да улеснят изграждането на необходимата инфраструктура.
Не бива да се забравя и, че всеки мащабен проект за трансформация на енергийната система ще създаде нови работни места – много нови работни места, което е може би икономическата мярка от най-голямо значение за гражданите.
Накратко, моите и други изследвания показват, че напълно възобновяемите електрически мрежи са осъществими с настоящите технологии и при текущи цени; бариерите пред използването на възобновяема електроенергия са повече политически и културни, отколкото технологични или икономически”, заключава Дейвид Тимънс.
Темата малко вече излезе от давност, но все пак :
Производството на силиций става чрез смесване на силикати и кокс (coke – прави се от нагрети въглища или петрол) и потапяне в електрически дъгови пещи.
Успех с “чистото” производство на силиций.
– Дори и да оставим настрана варианта, че едни силициеви инсталации могат да дават тока за други, за производството на една клетка отиват 3 до 14% от енергиятата която ще даде, така, че приема се. За кокс не съм чувал/чел до сега и … не мога да коментирам, но не съм чел някой да е замърсил катасртофално с кокс някъде.
——-
Хидрохлорна киселина, мед, трихлорсиланов газ, кадмиев телурид, азотен трифуорид, серен хексафлуорид, меден индиев селенид и меден индиев галиев диселенид, силициев тетрахлорид.
Електрониката, в която категория влизат и соларните панели, в момента е второто най-мръсно производство на планетата …
– Е, тук и аз да кажа – айде по-полека. Това се примесни вещества които съпътсват полупроводниковата техника от самото и начало. Някой са в основата на тази техника. Те са в минимални количества, в някои случаи по-малко от процент от общото количество силиции. Пак, не мога да кажа колко са замърсяващи, но (пак) не съм чел за някакви бавни, бързи или взривообразни аварии, които да са причинили щети и да са взели жертви. Въпреки, че е имало години в които електрониката се е развивала с темпове 100 до 300 пъти повече от една годинна спрямо друга.
Да звучат много “химично” и плашещо, но то и натриев хлорид звучи така.
Аз съм също фен на двигатели на Стърлинг движени от топлината и движещи генератори. За тях се използват само материали които се използват в авто производството. Infinia Solar бяха доста впечатляващи, но заради много бързащи инвеститори скочиха много нависоко и паднаха лошо.
——-
За сметка на това, всичките замърсители от производството на фотоволтаици заминават директно в реките.
– Това, не знам, някъде видял ли си го ?? Или така казват от Росатом ??
——
Копаенето на уран само по себе си е напълно безвредно. Единствено има риск в промяна на подпочвените води.
– Ай, не мой така, някъде в нормални държави може и да е, но не и ако дъравата експлоататор брои хората като предмети (дори не като животни) и иска с минимум средства да изкара макс печалба.
Един от най-мръснишките методи които са използвали е бил някакъв “помпено инжексционен … нещо си”. Състоял се е в помпане на не знам каква киселина в земята, която рязтваря урана. След което уж се изпомпва обратно заедно с урана. Единственият проблем, обратно се изпомпва от 40 до 70% от вкараното. Другото, както дойде, сещай се, директно в подпочените води или индиректно засяда из слоевете и си чака добър момент да навлезе във водният кръговрат.
Това ни го е разказвала преподавателка в ТУ (ВМЕИ тогава) още 87-ма. След 10 ноември много възмутени учени се бяха събрали и направиха подписка – 800 учени срещу добива на уран и АЕЦ. Но власта бавно и хитро ги попиля и се постара за в бъдеще всички научни институции да са заето начело от поизкуфели, но верни хора.
И не случайно уж ествствено намиращият се уран в природа взе че се появи във водата през 2017 г. По твоята логика, трябваше да си има уран навсякъде и по всяко време.
—-
Ти тръгваш от напълно грешната идея, че соларните панели се произвеждат по безвредни технологии, а после ще можем просто да ги натрошим и те пак ще станат на пясък.
– Такова нещо не съм казвал, не би било лошо да се рециклира каквото може, но казвам, че дори и пак да попадне в природата, панела е пясъчна стопилка която закапсулова всичко каквото има в нея и не го пуска като замърсител
—-
– И, да, АЕЦ, дори взимайки предвид само Чернобил и Фукушима, без да броим 70+ аварии в различни АЕЦ по света, при които има изпусната радиация е достатъчно да покаже, че тази метода за получаване на енергия е твърде опасна и трябва да бъде изведена от експлоатация.
Хилядници, милионници, това е много енергия на едно място, хиляди променливи и хиляди варианти нещо да тръгне накриво и да излезе от контрол за време по-малко от това някой да вдиша и да издиша..
Производството на силиций става чрез смесване на силикати и кокс (coke – прави се от нагрети въглища или петрол) и потапяне в електрически дъгови пещи.
Успех с “чистото” производство на силиций.
Но, фотоволтаиците далеч не са само силиций.
Ето някои химически съединения, използвани при направата им и отделяни в околната среда като отпадни продукти:
Хидрохлорна киселина, мед, трихлорсиланов газ, кадмиев телурид, азотен трифуорид, серен хексафлуорид, меден индиев селенид и меден индиев галиев диселенид, силициев тетрахлорид.
Чисто, брат!
Относно урана – айде по-полека – U-238 се намира естествено в природата. Радиоактивен е без намесата на човек и излъчва постоянно.
Гайгеровият брояч отчита 10x нива доста лесно в райони, с концентрация на уран дори без да се е намесвал човек.
Първите две стъпки в добива на уран са безвредни:
Копаенето на уран само по себе си е напълно безвредно. Единствено има риск в промяна на подпочвените води.
Механично обогатяване също не води до допълнителни замърсявания.
Последващите етапи вече са силно замърсяващи, тук няма защо да споря. Но, и няма нужда, защото вече имаме обогатена суровина, чиято по-нататъчна обработка може да бъде добре изолирана.
Същевременно, като източник на енергия уранът е с най-голяма енергийна плътност.
Относно радиоактивните отпадъци – и там не е толкова страшно, вече има технология за преизползване на отработено гориво. А, и за разлика от други замърсители, поне може да бъде изолирано някъде.
За сметка на това, всичките замърсители от производството на фотоволтаици заминават директно в реките.
Можем да обсъдим абсолютно всичките ти “точки”, просто не виждам смисъл.
Ти тръгваш от напълно грешната идея, че соларните панели се произвеждат по безвредни технологии, а после ще можем просто да ги натрошим и те пак ще станат на пясък.
Е, да, ама не.
Електрониката, в която категория влизат и соларните панели, в момента е второто най-мръсно производство на планетата, единствено изпреварено от всякаквите батерии, включително йонно-литиевите.
На този етап АЕЦ е безспорен лидер с най-малко замърсявания, най-малка заета площ, най-стабилно производство (независещо от времето и денонощието).
И, да, АЕЦ е безспорен лидер, дори взимайки предвид Чернобил, Фукушима и всичките останали 70+ аварии в различни АЕЦ по света, при които има изпусната радиация.
Доста неща съкрати от това което казах. И затова пак да повторя.
Ако една държава може да мине през строежа на АЕЦ с всичката инфраструктура за която ще отидат материали колкото за половината от необходимия ПВ парк и замърсяване вече извършено или не дай боже предстоящо, което за нула време може да изхвърли една треата от и без друго мижавата територия за хиляди години, може да се примири да купува уран на немлка цена (минал през бог знае какви замърсяващи обогатителни процедури) и после може да влага още почти толкова пари и материали за съхраняване на отработеното гориво …
Мисла, че почти изравнихме парите и материалите за ПВ и АЕЦ (пак да изясня) …
За ветро и неодими от самото начало казах, че не го обсъждам. Както казах ПВ (вотоволтаик) , стопен пясък – най-евтиният материал който може да бъде. Не знам къде ги виждаш “десетки милиони тонове желязо, мед”. Да, ще трябват стомани за подпорни и пр. структури, но нали и за един реактор си требе даста материал.
А за цирка с “гърмящите подаръци на братушките” имах впредвид наследството което ни оставиха след като си събраха урана и си вдигнаха чукалата. А урана го събираха по методи за които може да ти изпраи косата. И беше, руските специалисти отвън в лабораторийте, българските морски свинчета в забоя.
Малко припомняне:
2017 г. – Водата във Велинград е спряна заради наличие на уран
След Хасково и Първомай, Велинград се оказа поредният български град със съмнения за завишено ниво на уран в питейната вода, съобщават БНР и местни медии.
Това са все райони с уранови мини наоколо. А да ти кажа и една малка тайна – в района около Ботевград местните си го знаят но са се примирили, но там просто не смеят да мерят.
Чернобил може да по-малко от Фокушима, но не е предизвикан от мегаломански мараци ма разни тъпоглави партийци. И Чернобил е момента в който се видя, че стотици милиони животи за тях не струват нищо пред шепата партийци, които искаха да си запазят кожите.
Айде, пак евтината пропаганда срещу АЕЦ …
Много добре знам какъв е добивът на уран, не твърдя, че е чиста технология.
И, да, знам, че обработката до гориво изисква не малко енергия. И въпреки всичко това, е по-чиста енергия.
14 тона на година е смешно число на фона на ВЕИ, заемащи огромни площи. Само за направата им ще ти трябват десетки милиони тонове желязо, мед …
Само неодимът, необходим за магнитите на ветрогенераторите ще доведе до десетократно по-голямо замърсяване отколкото уранът.
Който не вярва, да ходи да гледа в тубата как се добиват неодим и други редки метали.
Ти май дори не си даваш сметка, че 5000 кв.км. са 5% от територията на България, а ние имаме смешна индустрия.
Стига само 1/3 от автомобилите да станат електрически и дори 2 АЕЦ-а ще са ни малко; какво остава за ВЕИ.
А, тия евтини циркове с “гърмящите подаръци на братушките” ги пробутвай на някой друг.
Понеже украинците са некадърни, руснаците били виновни.
До ден днешен се опитват да изкарат Чернобил най-голямата издънка, но по изпусната в околната среда радиация, Фукушима бие с много.
И въпреки тези 2 аварии, както и останалите 27 аварии в различни АЕЦ по света, тази енергия остава най-чиста и най-евтина на този етап.
В Европа токът е най-евтин във Франция, която е почти изцяло на АЕЦ. Най-скъп е в Германия, където са на ВЕИ + ТЕЦ, които покриват нестабилността на ВЕИ като източник.
Ти си такъв жалък палячо, че няма да хабя времето да обяснявам.
.. 31/08/2019 17:53 , е, чак пък жалка да е идеята.
Нека да видим колко умно и адекватно е стоянето с атомна анергия. Ветрогенератори няма да обсъждам, нека вземем само ПВ-та срещу атомен реактор.
Една бърза справка ми даде, че енргийната плътност на урана е 24,000,000 kWh за килограм или 24,000 MWh. Което иде да рече, че за 2000 МВт АЕЦ един кг стига за 12 часа или 2 кг за денонощие.
Няма да се заяждаме за дреболии нали, говорим всичко осреднено.
Това идва да рече, че за година работа на нашата АЕЦ трябват средно 730 кг. За 20 год, каквъвто го водят съвсем средният живот на ПВ система стават 14 тона и 600 кг. Ако мислиш, че за това тегло не се се получили поне десеторно повече замърсени почви и води мисля, че нямаш много идея от добив на уран. Особено сега след като почнаха да гърмят със закъснение “подаръците от братушките” или една по една мините от които те си добиха урана и си го изнесоха и сега го купуваме на международни цени. Сещаш се – Велинград и Хасково са първите, но няма да са последните от общо 270 мини от които се е добивало уран в Бг. По методи каквито се сетиш без много мисъл за природата и хората.
Идея си нямаш колко красиви кътчета в България са така оцвъкани, че ако извадиш гайгера и след половин час ще бягаш презглава.
Без да обсъждаме енергията и химията която допълнително се влага за обогатяване. Без да осбъждаме колко струва като цена този уран. Без да осбъждаме колко струва като финансова и енергийна себестойност построяването на един реактор. Ако вземеш цените които се въртят около слуховете за бидове за Белене и ги разпределиш върху ПВ-та, ще получиш доста Пв-та. Може и да лъжа, но ми наум нещо като 7 милиарда евро минимална цена.
И без да обсъждаме специалните хранилища необходими да съхранява отработеното гориво за хиляди години напред. Пак нали, тяхната финансова и енергийна себестойност.
Това сравнено със материал от топен по специален метод пясък (най-фигуративно казано) !!?? Пет или десет хиляди кв. км. не са нищо супер плашещо. “как ефективно и безопасно ще бъдат рециклирани” , ами не мисля, че има някакъв проблем въобще. Това е стъкловидна маса която също като стъклото не реагира с почти нищо от срещаните в природата в-ва, дори и да не се рециклира.
Та кое е умно и кое е безумно е малко относително.
‘начи, чета коментарите и забелязвам, че не сте вникнали във въпроса!
Пита се дали можем да сме на изцяло ВЕИ-базирана електрическа мрежа, нищо повече.
Следователно, простият отговор е ДА.
Разбира се, че можем да сме изцяло на ВЕИ, просто няма да имаме ток. Точно толкова просто е.
Философстванията на Мхм са покъртително смешни, производството от ВЕИ (изключае ВЕЦ) е толкова нищожно, че е смешно дори да се коментира.
Проблемът е, че вятърните генератори, при това най-големите и ефективни, при оптимално разпределение на дадена площ, за да не си пречат, да не си отнемат от енергията, ниска скорост на вятъра или прекомерно висока (при което турбините се изключват), и прочее, дават мощност от 0,95Вт/кв.м, което е 950КВт/кв.км.
Това означава, че за да махнем 1 атомен реактор с мощност 1000МВт, ще трябва да отделим 1052 квадратни километра площ 😀
АЕЦ “Козлодуй” има 2 такива реактора.
Слънчевите панели далеч не са по-розова картинка, въпреки че поне могат да бъдат сложени плътно един до друг, за разлика от ветрогенераторите. Но, и при тях реалната енергийната плътност е около 0.2Вт/кв.м., което означава, че 1000МВт ще изискват скромните 5000кв.км.
А, дори не съм започнал темата с огромното количество ресурси, които ще са необходими за изработката на тия панели и ветрогенератори, нито цената на поддръжката, нито амортизацията им, нито как ефективно и безопасно ще бъдат рециклирани.
Въобще, жалката идея да минем изцяло на ВЕИ е толкова безумно смешна и неадекватна, че само наистина технически неграмотни хора биха се вързали.
Че може може. Ама как ще работи такава мрежа? Нощем, зимата и т.н. откъде ще взимаме ток? Или ще го ползваме само когато дойде – Икономика на прекъсваемата енергия?
Нищо не се споменава за водорода, а там има големи възможности и като акумулиране на енергия и като транспорт.
Може, но това трябва да е глобална инициатива. Т.е. зоните където е по-топло, светло и т.н. да пускат към зоните където е по-тъмно, студено, облачно и пр.
Бях чел за изчисления, че една пета от територията на Сахара може да захрани цяла Европа.
Електропреносната система в сегашният си вид е напълно способна да се справя със задачата.
За акумулиране съм малко скептик, не че не става, но обикновено е за кратък период. Една зима или дори не една зима, а един период от 20 дни със средни температури минус 10 по целзий, няма да стане.
Разбира се че може, само да се сложат ветрогенератори на Витоша + слънчеви панели в и около града и цяла София може да се издържа от тях, отделно многото вецове да се преустроят на павец, като през деня чрез електричеството от слънчеви панели да се изпомпва водата, а през нощта да се въртят турбините. Голяма част от предприятията ако инсталират слънчеви панели ще спестяват добър процент от сметките за електричество, същото се отнася и за обикновените потребители. Всичко може, само да има желание.