Зелената енергия“ е мъртва и генераторите на етер все още не са разрешени

Времето минава и всяко ново поколение бълва свои тъпаци, включително и в научната сфера.

По-долу има статия, която показва, че безсмислието на зелената енергия не е модерно средство за отслабване и графичното мислене на нашите съвременници, а това е доста формализирана глупост преди две поколения.

За разлика от сегашната ситуация, преди две поколения великият Съветски съюз чрез устата на своите учени изпрати енергийните алтернативисти на дълъг път пеша, обосновано и с числа.

На 8 октомври 1975 г. на научна сесия, посветена на 250-годишнината на Академията на науките на СССР, академик Пьотър Леонидович Капица, който три години по-късно получава Нобелова награда за физика, прави концептуален доклад, в който въз основа на основни физически принципи, той по същество погреба всички видове "алтернативна енергия", с изключение на контролирания термоядрен синтез.

Ако обобщим накратко съображенията на акад. Капица, те се свеждат до следното:

Основният аргумент, който Капица използва в доклада си за възможностите на алтернативната енергия, не е икономически подход, а съображения от физическо естество. Основното му възражение срещу необузданата страст към концепциите за „безплатна и екологична алтернативна енергия“, модерна още тогава, преди четиридесет години, беше очевидно ограничение, което не е разрешено и до днес: никой от алтернативните източници на енергия, било то слънчева панели, вятърни електроцентрали или водородни горивни клетки все още не са достигнали плътността на енергията и мощността, осигурени от изкопаемите горива като въглища, нефт и газ или ядрената енергия.

За съжаление, този вид ограничение не е политическо, а точно физическо по природа - независимо от политическата система или идеологията, избрана в страната, всяка икономика трябва да се основава в една или друга степен на физическите закони на света около нея нас. Усилията на учени или инженери могат да ни доведат доста близо до теоретичната физическа граница на определена технология, но, уви, те са абсолютно безполезни в опитите си да прескочат този вид ограничител.

Например, граничната константа за слънчевата енергия е така наречената „слънчева константа“, която е 1367 W на квадратен метър в орбитата на нашата Земя. За съжаление този „орбитален киловат“ е напълно недостъпен за нас, живеещите на земната повърхност. Количеството слънчева енергия, достигаща земната повърхност, се влияе от много фактори: времето, общата прозрачност на атмосферата, облаците и мъглата, височината на Слънцето над хоризонта.

Но най-важното е въртенето на нашата планета около оста си, което веднага намалява наличната енергия на слънчевата константа почти наполовина: през нощта Слънцето е под хоризонта. В резултат на това ние, жителите на Земята, трябва да се задоволяваме с максимум една десета от орбиталната слънчева константа.

Какъвто и източник на енергия да се разглежда, той може да се характеризира с два параметъра: енергийна плътност - тоест нейното количество на единица обем - и скоростта на нейното предаване (разпределение). Продуктът на тези количества е максималната мощност, която може да се получи от единица повърхност, използвайки енергия от даден вид.

Например слънчева енергия. Плътността му е незначителна. Но се разпространява с огромна скорост - скоростта на светлината. В резултат на това потокът от слънчева енергия, който идва на Земята и дава живот на всичко, се оказва никак не малък – повече от киловат на квадратен метър. Уви, този поток е достатъчен за живот на планетата, но като основен източник на енергия за човечеството е крайно неефективен. Както отбеляза П. Капица, на морското равнище, като се вземат предвид загубите в атмосферата, човек може действително да използва поток от 100–200 вата на квадратен метър. И днес ефективността на устройствата, които преобразуват слънчевата енергия в електричество, е 15%. За да покриете само битовите нужди на едно модерно домакинство, ви е необходим конвертор с площ от поне 40–50 квадратни метра. А за да се заменят източниците на изкопаеми горива със слънчева енергия, е необходимо да се изгради непрекъсната ивица от слънчеви панели с ширина 50-60 километра по цялата сухоземна част на екватора. Съвсем очевидно е, че такъв проект не може да бъде реализиран в обозримо бъдеще по технически, финансови или политически причини.

Обратен пример са горивните клетки, където химическата енергия от водородното окисление се преобразува директно в електричество.

Тук енергийната плътност е висока и ефективността на такова преобразуване е висока, достигайки 70 процента или повече. Но скоростта на неговото предаване е изключително ниска, ограничена от много ниската скорост на дифузия на йони в електролитите. В резултат на това плътността на енергийния поток е приблизително същата като при слънчевата енергия. Питър Капица пише: „На практика плътността на енергийния поток е много ниска и само 200 W могат да бъдат отстранени от квадратен метър електрод. За 100 мегавата мощност работната площ на електродите достига квадратен километър и няма надежда, че капиталовите разходи за изграждането на такава електроцентрала ще бъдат оправдани от енергията, която генерира. Това означава, че горивните клетки могат да се използват само там, където не е необходима висока мощност. Но за макроенергетиката те са безполезни.

По този начин, последователно оценявайки вятърната енергия, геотермалната енергия, енергията на вълните и водната енергия, Капица твърди, че всички тези, по мнението на любител, доста обещаващи източници никога няма да могат да се конкурират сериозно с изкопаемите горива: плътността на вятърната енергия и морето вълновата енергия е ниска; ниската топлопроводимост на скалите ограничава геотермалните станции до скромен мащаб; хидроенергията е добра за всички, но за да бъде ефективна, са необходими или планински реки - когато нивото на водата може да се вдигне до голяма височина и по този начин да се осигури висока плътност на гравитационната енергия на водата - но те са малко , или е необходимо да се осигурят огромни площи от резервоари и да се унищожи плодородна земя.

Мирният атом не бърза

В своя доклад Пьотр Леонидович Капица засегна специално ядрената енергетика и отбеляза три основни проблема по пътя към превръщането й в основен източник на енергия за човечеството: проблемът с погребването на радиоактивните отпадъци, критичната опасност от аварии в атомните електроцентрали и проблемът с неконтролираното разпространение на плутоний и ядрени технологии. Десет години по-късно, в Чернобил, светът успя да види, че застрахователните компании и академик Капица са били повече от прави в оценката на опасностите от ядрената енергия. Така че засега не се говори за пренасочване на световния енергиен сектор към ядрено гориво, но може да се очаква увеличаване на дела му в промишленото производство на електроенергия.

Петър Капица възлага най-големите си надежди на термоядрената енергия. Въпреки това, през последните тридесет и няколко години, въпреки гигантските усилия на учени от различни страни, проблемът с контролирания термоядрен синтез не само не беше решен, но с течение на времето разбирането за сложността на проблема само нарасна.

През ноември 2006 г. Русия, Европейският съюз, Китай, Индия, Япония, Южна Корея и Съединените щати се споразумяха да започнат изграждането на експерименталния термоядрен реактор ITER, базиран на принципа на магнитно задържане на високотемпературна плазма, който трябва да осигури 500 мегавата топлинна мощност в рамките на 400 секунди. За оценка на темповете на развитие мога да кажа, че през 1977–1978г. Авторът участва в анализа на възможността за „захранване“ на ITER чрез изстрелване на твърда водородна таблетка в плазмата. Идеята за лазерен синтез, основана на бързото компресиране на водородна цел с помощта на лазерно лъчение, също не е в най-добро състояние.

Много скъпа фантазия...

Но какво да кажем за водородната енергия и прословутите биогорива, които днес се рекламират най-активно? Защо Капица изобщо не им обърна внимание? В крайна сметка човечеството използва биогориво под формата на дърва за огрев от векове, а водородната енергия днес изглежда толкова обещаваща, че почти всеки ден има съобщения, че най-големите автомобилни компании демонстрират концептуални автомобили, задвижвани с водородно гориво! Наистина ли академикът е бил толкова късоглед? Уви... Нито водород, нито дори биоенергия не може да съществува в буквалния смисъл на думата.

Що се отнася до водородната енергия, тъй като на Земята няма естествени находища на водород, нейните привърженици се опитват да изобретят вечен двигател в планетарен мащаб, нищо повече и нищо по-малко. Има два начина за получаване на водород в промишлен мащаб: или чрез електролиза, разлагайки водата на водород и кислород, но това изисква енергия, която очевидно надвишава тази, която след това ще се освободи при изгаряне на водород и превръщането му обратно във вода, или.. .. от природен газ с помощта на катализатори и отново разходи за енергия - които трябва да бъдат получени... отново чрез изгаряне на природни изкопаеми горива! Вярно е, че в последния случай това все още не е „вечен двигател“: все още се генерира допълнителна енергия при изгаряне на водород, получен по този начин. Но ще бъде много по-малко от това, което би се получило чрез директно изгаряне на природен газ, заобикаляйки превръщането му във водород. Това означава, че „електролитният водород“ изобщо не е гориво, а просто „акумулатор“ на енергия, получена от друг източник... който не съществува. Използването на водород, получен от природен газ, вероятно ще намали донякъде емисиите на въглероден диоксид в атмосферата, тъй като тези емисии ще бъдат свързани само с генерирането на енергия, необходима за производството на водород. Но в резултат на процеса общото потребление на невъзобновяеми изкопаеми горива само ще се увеличи!

Ситуацията с „биоенергията“ не е по-добра. В този случай говорим или за реанимацията на древната идея за използване на растителни и животински мазнини за захранване на двигатели с вътрешно горене (първият „дизел“ на Diesel работи с фъстъчено масло), или за използването на етилов алкохол, получен чрез ферментация на естествени зърна, царевица, ориз, тръстика и др. - или подложени на хидролиза (т.е. разграждане на фибрите в захари) - селскостопански продукти.

Що се отнася до производството на масла, това е изключително нискоефективно производство, според „критериите на Капица“. Например, добивът на фъстъци е в най-добрия случай 50 ц/ха. Дори и при три реколти годишно, добивът на ядки едва ли ще надхвърли 2 кг годишно от квадратен метър. От това количество ядки в най-добрия случай ще се получи 1 кг масло: изходната енергия е малко повече от 1 ват на квадратен метър - тоест два порядъка по-малко от слънчевата енергия, налична от същия квадратен метър. В същото време не взехме предвид факта, че получаването на такива добиви изисква интензивно използване на енергоемки торове, енергийни разходи за обработка на почвата и напояване. Тоест, за да се покрият настоящите нужди на човечеството, би било необходимо напълно да се засеят няколко земни кълба с фъстъци. След извършване на подобно изчисление за „алкохолна“ енергия е лесно да се види, че нейната ефективност е дори по-ниска от тази на „дизеловия“ агро-цикъл.

...Но много полезно за икономиката на балона

Ние сме наши, ние ще градим нов свят!

Резултатът от ограниченията на слънчевата енергия беше знание, което беше добре достъпно през 1975 г.: в действителност не повече от 100–200 вата средна дневна слънчева енергия може да бъде събрана от един метър от земната повърхност. С други думи, за да се задоволят дори сегашните нужди на човечеството, площта на слънчевите електроцентрали, разположени на повърхността на Земята, би била просто огромна.

В допълнение, най-подходящото място за слънчеви панели би било ивица от земната повърхност по протежение на земния екватор - или в пустинни тропически райони, докато повечето консуматори на слънчева енергия се намират в умерения пояс на Северното полукълбо. В резултат на това абстрактните „квадрати“ от слънчеви панели в Сахара, които апологетите на неограничената слънчева енергия обичат да рисуват, се оказват нищо повече от виртуално предположение.

Но това не спря онези, които не са усвоили напълно училищния курс по физика. Проекти за слънчево развитие на Сахара възникват и възникват със завидна редовност.

Например европейската компания Desertec, основана през 2003 г., се опита да реализира мегапроект за изграждане на слънчеви електроцентрали в Тунис, Либия и Египет за доставка на слънчева електроенергия в Западна Европа, въпреки участието в проекта на такива големи корпорации и банки тъй като Siemens, Bosch, ABB и Deutche Bank десет години по-късно, през 2013 г., тихомълком фалираха. Оказа се, че разходите за изграждане и поддръжка на електроцентрали в Сахара и цената за транспортиране на електроенергия на хиляди километри, дори и при „безплатна“ слънчева константа в Сахара, незасенчена от облаци или мъгли, се оказаха просто непосилно.

Нещата не са по-розови със слънчевата енергия в самата Западна Европа, където за второ поредно десетилетие различни държави и фондове отделят трилиони долари за развитието на слънчевата и вятърната енергия. Въпреки „златния дъжд“, който се изля обилно върху сектора на възобновяемите енергийни източници (ВЕИ) и пълната политическа подкрепа за възобновяемата енергия (дори чрез принудително затваряне на атомни електроцентрали и въглищни ТЕЦ), „междинният финал“ за ВЕИ към 2016 г. в никакъв случай не е толкова впечатляващо.

Така към 2015 г. Германия и Дания, които са инсталирали максимален брой вятърни турбини и слънчеви панели, имат и най-високи цени на електроенергията - 29,5 евроцента и 30,4 евроцента за kWh. В същото време „изостаналите“ по отношение на инсталирането на възобновяеми енергийни източници България и Унгария, където още по съветско време бяха построени мощни атомни електроцентрали, можеха да се похвалят със съвсем различни цени на електроенергията - 9,6 и 11,5 евроцента за kWh, съответно.

Днес говорим за това, че амбициозната програма за възобновяеми енергийни източници „2020“, която беше приета от Европейския съюз и според която до 2020 г. 20% от електроенергията в страните от ЕС трябва да се произвежда от възобновяеми източници, беше поставена на плещите на европейските данъкоплатци, подписали да плащат специално завишена тарифа за електроенергия. Достатъчно е да се каже, че по отношение на руската реалност германците и датчаните плащат 20-21 рубли за всеки консумиран киловатчас).

Следователно се оказва, че сегашните успехи на възобновяемите енергийни източници не са свързани с икономическите реалности на тяхната рентабилност и дори не с впечатляващ напредък в подобряването на ефективността или намаляването на разходите за производство и поддръжка, а преди всичко с протекционистичната политика на страните от ЕС във връзка с възобновяемите енергийни източници и елиминирането на всякаква конкуренция от топлинна или ядрена енергия, която подлежи на допълнителен данъчен натиск (такси за емисии на въглероден диоксид) или дори на директна забрана (като ядрената енергия в Германия).

Значи американските учени не знаят тези числа и перспективи? Разбира се, че го правят. Ричард Хайнбърг в своята известна книга PowerDown: Options And Actions For A Post-Carbon World (най-точният превод по смисъл е „Краят на света: възможности и действия в един пост-въглероден свят“) повтаря анализа на Капица в най-много подробен начин и показва, че никаква биоенергия няма да спаси света.

Е, какво става? Но ето какво: само много наивен човек вярва, че икономиката днес, както и преди 150 години, работи според марксисткия принцип: „пари – стоки – пари“. Новата формула “пари - пари” е по-кратка и по-ефективна. Проблемната връзка под формата на производство на реални стоки, които имат реална полезност за хората в обичайния смисъл на думата, бързо се изтласква от „голямата икономика“. Връзката между цената и полезността в материален смисъл - полезността на нещо като храна, облекло, подслон, транспортно средство или услуга като средство за задоволяване на някаква реална потребност - избледнява в забрава по същия начин, както връзката между деноминацията на монетата и нейната маса веднъж избледняха в забвение съдържащият се в нея благороден метал. По същия начин „нещата“ на новото време са изчистени от всякаква полезност. Единствената способност за потребление на тези „неща“, тяхната единствена „полезност“, която запазва значението си в икономиката на съвременността, е способността им да бъдат продавани, а основното „производство“, което носи печалба, е надуване на „балони“. Всеобщата вяра в способността да се продава въздух под формата на акции, опции, фючърси и множество други „финансови инструменти“ се превръща в основна движеща сила на икономиката и основен източник на капитал за свещениците от тази вяра.

След като балоните на dot-com и недвижимите имоти се спукаха последователно, а нанотехнологиите, които рисуват страхотни перспективи, в по-голямата си част продължават да ги рисуват без забележима материализация, американските финансисти изглежда сериозно са насочили вниманието си към алтернативните източници на енергия. Като инвестират пари в „зелени проекти“ и плащат за научно обоснована реклама, те могат да разчитат на факта, че многобройните пинокио ​​ще оплодят идеално финансовото поле на чудесата със своето злато.

Горното предполага, че тъпаци винаги ще има (най-лошите тъпаци са тези, които знаят да четат и боравят ако не с калкулатор, то със счетоводни сметки). Опитите да се тласне човечеството към енергиен глад не са глупости на идиоти, а целенасочена политика на хора, наречени Задкулисие. Според Антонио Гутериш, има 26 от тях задници, с които можете да говорите само на езика на силата.