От Игорь С. Ответить на сообщение
К Игорь С. Ответить по почте
Дата 15.11.2008 08:13:26 Найти в дереве
Рубрики Крах СССР; Версия для печати

Солнце и ветер, чуть подробнее

Возобновляемые источники энергии. Их глобальный потенциал для первой половины 21-го столетия на глобальном уровне. Комплексный подход

B.J.M. de Vries, D.P.van vuuren, M.M.Hoogwijk. Renewable energy sources: their global potential for the first - half of the 21st centure at a global level: An integrated approach. Energy Policy 35 ( 2007) 2590-2610

Реферат

Риск изменения климата по вине человека и непостоянство рынков нефти делает важными варианты неископаемого топлива. Эта статья исследует потенциал для ветровой энергии, сонечного фотоэлектричества и биомассы (wind, solar-pv anf biomass - WSB) по снабжению энергией. В центре внимания возможности по ресурсам земли и издержки производства как функция наличия и истощения ресурсов и динамики инноваций. Контекст обеспечивается сценариями SRES группы IPCC (Межправительственная группа экспертов по изменению климата) в соответствии с моделью IMAGE 2.2. Мы явно рассматриваем несколько источников неопределенности, аспекты компромисса между продовольствием и жнергией, а также эффекты взаимодействия между этими тремя вариантами через их потребности в земле. Мы показываем, что концепции "потенциального производства" сильно зависят от выбранного сценария землепользования, - и потому должны использоваться с указанием основных предположений. Наши результаты указывают потенциал для жидкого биотоплива порядка 75-300 эксаджоулей (1 эксаджоуль = 10 **18 джоулей) и для электричества от вариантов WSB при издержках производства ниже 10 центов за кВт-час порядка 200-300 Петаватт-часов (1 петаватт =10**15 ватт) в год. Теоретически, будущий спрос на электроэнергию может быть полностью удовлетворен за счет источников WSB в большинстве регионов к 2050 году при затратах ниже 10 центов за Квт-час, но большие нерпределенности предоставляют степень, докоторой земля фактически доступна, а также темп и степень, до которой можно снизить удельные капитальные затраты. В некоторых регионах конкуренция за землю между вариантами WSB может существенно уменьшить суммарный потенциал, оцениваемый по простому прибавлению, - а это является другим источником неопределености.

Выдержки из перевода ( не моего)

"Мы используем общемировые географические данные относительно скорости ветра, солнечной радиации и урожаем биомассы. Они сочетаются с оценками ограничений на доступность земли, а также на существующие и будущие затраты. Являющиеся результатом региональных кривые затрат и предложения для различных сценариев и для периода 2000-2005 сравниваются с прогнозируемым энергопотреблением и с другими оценками, найденными в литературе. "

Рассматриваются последовательно:

географический потенциал - поток энергии, технически извлекаемый в регионах, которые считают пригодными и доступными для выработки, т.е. в регионах, котороые не исключаются из-за другого несовместимого покрова или использования земли, и/или из-за ограничений, накладываемых на ло локальные характеристики типа высоты или минимальной средней скорости ветра;
технический потенциал - географический потенциал после того, как учитены потери на превращение из извлекаемого потока первичной энергии во вторичные энергоносители, или формы ( электричество, топливо);

экономический потенциал - технический потенциал вплоть до оцененных затрат на производство вида вторичной энергии, который является конкурентоспособным сзаданной, локально существующей альтернативой.

Гибкий способ представлять экономический потенциал - как функции затрат на производство ( кривой затрат на долгосрочное снабжение, long -run supply cost curve LCSS)

Далее рассматриваются конкретные технологии:

биомасса:
1) жидкое биотопливо (этанол и дизель Фишера-Тропша), производимое либо из древесины с укороченным севооборотом, либо из кукурузы, либо из сахарного тростника. При этом пахотная земля не рассматривается, лесные угодья должны быть сохранены, низкопродутивные земли не годятся.
Электричество от ветра на берегу моря:
берутся ежемесячные данные по скорости ветра в м/с на высоте 10м от климатических средних измеренных величие ( 1961-1990) от 3615 станций, охватывающих мир и подогнанных к сети IMAGE
подходящая скорость ветра должна превышать 4м/с
урбанизированные территории и территории на высоте свыше 2000 м исключаются
ограничения из-за землепользования, типа сельского хозйства и биорезервов были взяты из данных IMAGE за 1995 год.
для технического потенциала:
в качестве эталона бралась турбина мощностью 1 Мвт со ступицей на высоте 69 м
часы полной работы аппроксимируются линейной функцией среднегодовой скорости ветра
предположения о среднем коэффициенте использования мощности турбины, эффетивности группирования и разнесения ветровых электростанций не дифференцировались по ячейкам сети, то есть был один параметр для всего мира.

Солнечная энергия

Первичные данные : средняя ежемесячная освещенность ( от 60 до 250 Вт/м2) на сетке 0.5х0.5 градуса построенная по измерениям 4040 станций.
Природоохранные и лесные массивы исключаются, так же как и городские территории и т.д. КПД преобразования предполагается меняющимся от сегодняшних 10% до более высоких значений в будущем.

Далее рассматриваются неопределенности отдельно для данных 1) основанных на измерениях, 2) данных, зависящих от сложных социально-экономических взаимодейстий, которые могут быть учтены с помощью сценариев ( фабул) 3) остальных.

Оценки будущего диапазона затрат варинтов электричества WSB взяты из разных работ типа

Ветер сейчас 0.05-0.13; 2010-2020: 0.03-0.08; 2020-2030: 0.03-0.05; 2030-2050: 0.03-0.10 ($кВт-час)
Солнце сейчас 0.25-1.25; 2010-2020: 0.25- 0.40; 2020-2030: 0.15-0.30; 2030-2050: 0.06-0.25
Биомасса сейчас 0.05-0.10; 2010-2020: 0.03-0.08; 2020-2030: 0.03-0.04; 2030-2050: 0.03-0.10

И т.д.

Основные входные параметры есть. (В частности кпд для солнца увеличивается с 0.14 сейчас до 0.30 - 0.20 в зависимости от экономических сценариев). При большом желании могу набрать табличку.

Результаты приведены по регионам( 17, среди которых fUSSR)

для бСССР ПВт в год -
сейчас ветер - 3 , солнце - 146, био - 1,
в 2050:ветер - 11, солнце - 556, био - 11.

2050-й год Общемировое использование электроэнергии ( ПВт/год)

Ветер - 61
Солнце - 4105
Биомасса - 59

Т.е. биомасса - чуть меньще полутора процентов в данном сценарии. Все покрываем солнечными панелями. Я правда не уверен, что найдется столько германия и что делать с очень вредными отходами при его производстве и утилизации.



Теоретически, согласно статье, будущий спрос на электроэнергию может быть полностью удовлетворен за счет источников WSB в большинстве регионов к 2050 году при затратах ниже 10 центов за Квт-час,.

Но самое главное - электричество составляет ЕМНИП процентов 30% от всего потребного топлива. Поэтому я не понял - что, автомобили, самолеты, теплоходы - переводим на электирчество? А химпромышленность? Вообщем "у матросов есть вопросы".

Все выше написанное является моим мнением