Энергетические перспективы человечества
Основа жизни современного человека - энергия. Она обогревает, двигает машины, вообще повышает производительность (в сравнении с временами питекантропов) в гигантское число раз.
Что же сразу брасается в глаза? Базовые источники энергии - невозобновляемые. Уголь, нефть, газ. Все это когда-то где-то образовалось. Самая распространенные гипотезы - биогенное происхождение. Многие сотни миллионов лет растения падали в болото, слеживались. И в конце концов получается уголь.
Но ведь это заканчиваемые ресурсы. Вопрос даже не в том, что они заканчиваемые. Вопрос в том, что их со временем будет всё дороже и дороже добывать.
И это неизбежно (в рамках данной технологии). Сначало выбирается легкий ресурс, потом долго выбирается средний. И в конце концов ресурсы подходят к концу и их будет нецелесообразно добывать.
На сколько же хватит той же нефти? Самый "вкусный" ресурс на данный момент. В [1] расчитано, что по нынешним данным что нефти хватит на 53 года, а газа на 60 лет. Конечно, с ростом технологии сроки могут отодвинуться, но не суть. Сотнями лет там и не пахнет. И это при современном уровне потребления, когда основные ресурсы прожираются в немногих странах. А если наступит коммунизм с одинаковым высоким уровнем жизни на всей Земле, то ресурсов понадобится больше (и уж точно не меньше, чем сегодня).
Откуда взять? Можно надеяться на прорывные технологии. Но таких глобальных прорывов, как, допустим, открытие электромагнтизма пока не просматривается. Так то в глобальной перспективе все остается примерно так же, как в 60 годы: паровые двигатели, электрические, двс, распад урана и плутония, термоядерный синтез. Последнее - промышленно не освоен, поэтому в расчет не берется.
Все они на данный момент базируются на невозобновляемых ресурсах.
То ли дело раньше!
Солнышко светит на лес и поле, человек посредством труда, используя лошадей, добывает сено, зерно, дрова, древесину. Потребляет все, и все продолжается по кругу.
Сейчас все не так. То, что двигает все, приходит снаруже. Это все где-то выкапывается и когда-то кончится.
Есть ли в списке энергоносителей нечто, что обладает безграничными ресурсами?
Нефть, газ, уголь под это определения не подходит. А как же реакторы на тепловых (медленных) нейтронах?
Если брать мировое энергопотребление (72.7 ЭДж)[2] и мировые запасы руды урана 5.5 млн.т (цена добычи <130$/кг) [2] то хватит ее всего на 13 лет! Весьма немного (а при нынешнем уровне потребления - порядка 300 лет). То есть, на вечный источник энергии вообще не тянет.
Но! на Земле есть несчерпаемый источник энергии - Мировой океан!
Содержание урана в морской воде небольшое - 3*10^(-6) г/л. Но океан велик, и общая масса урана громадна - 4*10^9 т!
Для обеспечения вышеуказанной мировой энергии (72.7 ЭДж/год) нужно 440000 т урана в год. Размер сам по себе ничтожный по сравнению с добычей угля (3772 млн.т) и нефти (4500 млн.т), газа (1900 млн.т)
Итого - 10100 млн.т - в 23000 раза больше!
Конечно, здесь куча нюансов. Эти ресурсы используются в металлургических и химических производствах. Так что добывать их все равно придется.
И хватит этого морского урана на 9000 лет [5]! Но это еще не все! Тот уран, который мы возьмем из океана, немедля впитается из окружающей породы, поддерживая баланс. А запасы урана в доступной породе гигантские, порядка 100*10^12 т урана [1]!
Так что - очевидные решение любых энершетических проблем для человечества - Решение - развиваем обычные ядерные реакторы на "медленных" нейтронах. Топливо - из океана. А не будет ли оно слишком дорогое, чтобы оправдать себя, чересчур дорогим?
Да, еще недавно себестоимость урана из воды оценивалась в 800 $/кг! При варьировании цены урана из "земли" - от 10 до 120$/кг.
Но последнии разработки снизили себестоимость морского урана в 4 раза - до 200$! [3]
Несомненно, при должной массовости производства и прогресса технологии цена морского урана упадет еще больше.
Но рентабельно ли переводить энергетику на ядерную, с добычей урана из воды?
Ну как сказать...
Доля себестоимости урана в цене электричества составит около 10% (при себестоимости 200$/кг)[6]. Вполне приемлимо
1. https://dprom-online.turbopages.org/dprom.online/s/oilngas/mirovye-zapasy-nefti-i-gaza-konets-uzhe-blizok/
2. https://beelead-com.turbopages.org/beelead.com/s/skolko-urana-na-zemle/
3. https://22century-ru.turbopages.org/22century.ru/s/popular-science-publications/uranium
4. 1922 млн.т=3100×10^9 м3/год × 0.62 кг/м3*10^(-9) млн.т/кг
5. 9000 лет=4*10^9 т/ 440000 т/год
6. 0.33 руб/(квт*час)=200$/кг * 80 руб/$/(82*10^12 Дж/кг * 1 %(U235)/100*0.3 кпд) - себестоимость урана при производстве электроэнергии
Если принять цену электричнства как 3.30 руб/(квт*час), то доля топлива составит 10%
Что же сразу брасается в глаза? Базовые источники энергии - невозобновляемые. Уголь, нефть, газ. Все это когда-то где-то образовалось. Самая распространенные гипотезы - биогенное происхождение. Многие сотни миллионов лет растения падали в болото, слеживались. И в конце концов получается уголь.
Но ведь это заканчиваемые ресурсы. Вопрос даже не в том, что они заканчиваемые. Вопрос в том, что их со временем будет всё дороже и дороже добывать.
И это неизбежно (в рамках данной технологии). Сначало выбирается легкий ресурс, потом долго выбирается средний. И в конце концов ресурсы подходят к концу и их будет нецелесообразно добывать.
На сколько же хватит той же нефти? Самый "вкусный" ресурс на данный момент. В [1] расчитано, что по нынешним данным что нефти хватит на 53 года, а газа на 60 лет. Конечно, с ростом технологии сроки могут отодвинуться, но не суть. Сотнями лет там и не пахнет. И это при современном уровне потребления, когда основные ресурсы прожираются в немногих странах. А если наступит коммунизм с одинаковым высоким уровнем жизни на всей Земле, то ресурсов понадобится больше (и уж точно не меньше, чем сегодня).
Откуда взять? Можно надеяться на прорывные технологии. Но таких глобальных прорывов, как, допустим, открытие электромагнтизма пока не просматривается. Так то в глобальной перспективе все остается примерно так же, как в 60 годы: паровые двигатели, электрические, двс, распад урана и плутония, термоядерный синтез. Последнее - промышленно не освоен, поэтому в расчет не берется.
Все они на данный момент базируются на невозобновляемых ресурсах.
То ли дело раньше!
Солнышко светит на лес и поле, человек посредством труда, используя лошадей, добывает сено, зерно, дрова, древесину. Потребляет все, и все продолжается по кругу.
Сейчас все не так. То, что двигает все, приходит снаруже. Это все где-то выкапывается и когда-то кончится.
Есть ли в списке энергоносителей нечто, что обладает безграничными ресурсами?
Нефть, газ, уголь под это определения не подходит. А как же реакторы на тепловых (медленных) нейтронах?
Если брать мировое энергопотребление (72.7 ЭДж)[2] и мировые запасы руды урана 5.5 млн.т (цена добычи <130$/кг) [2] то хватит ее всего на 13 лет! Весьма немного (а при нынешнем уровне потребления - порядка 300 лет). То есть, на вечный источник энергии вообще не тянет.
Но! на Земле есть несчерпаемый источник энергии - Мировой океан!
Содержание урана в морской воде небольшое - 3*10^(-6) г/л. Но океан велик, и общая масса урана громадна - 4*10^9 т!
Для обеспечения вышеуказанной мировой энергии (72.7 ЭДж/год) нужно 440000 т урана в год. Размер сам по себе ничтожный по сравнению с добычей угля (3772 млн.т) и нефти (4500 млн.т), газа (1900 млн.т)
Итого - 10100 млн.т - в 23000 раза больше!
Конечно, здесь куча нюансов. Эти ресурсы используются в металлургических и химических производствах. Так что добывать их все равно придется.
И хватит этого морского урана на 9000 лет [5]! Но это еще не все! Тот уран, который мы возьмем из океана, немедля впитается из окружающей породы, поддерживая баланс. А запасы урана в доступной породе гигантские, порядка 100*10^12 т урана [1]!
Так что - очевидные решение любых энершетических проблем для человечества - Решение - развиваем обычные ядерные реакторы на "медленных" нейтронах. Топливо - из океана. А не будет ли оно слишком дорогое, чтобы оправдать себя, чересчур дорогим?
Да, еще недавно себестоимость урана из воды оценивалась в 800 $/кг! При варьировании цены урана из "земли" - от 10 до 120$/кг.
Но последнии разработки снизили себестоимость морского урана в 4 раза - до 200$! [3]
Несомненно, при должной массовости производства и прогресса технологии цена морского урана упадет еще больше.
Но рентабельно ли переводить энергетику на ядерную, с добычей урана из воды?
Ну как сказать...
Доля себестоимости урана в цене электричества составит около 10% (при себестоимости 200$/кг)[6]. Вполне приемлимо
1. https://dprom-online.turbopages.org/dprom.online/s/oilngas/mirovye-zapasy-nefti-i-gaza-konets-uzhe-blizok/
2. https://beelead-com.turbopages.org/beelead.com/s/skolko-urana-na-zemle/
3. https://22century-ru.turbopages.org/22century.ru/s/popular-science-publications/uranium
4. 1922 млн.т=3100×10^9 м3/год × 0.62 кг/м3*10^(-9) млн.т/кг
5. 9000 лет=4*10^9 т/ 440000 т/год
6. 0.33 руб/(квт*час)=200$/кг * 80 руб/$/(82*10^12 Дж/кг * 1 %(U235)/100*0.3 кпд) - себестоимость урана при производстве электроэнергии
Если принять цену электричнства как 3.30 руб/(квт*час), то доля топлива составит 10%