"Зеленый курс" Евросоюза ч.1
Евросоюз последовательно движется к "зелёному" будущему.
Один из его пунктов - это замена углеродосодержащих ископаемых энергоресурсов. В настоящее время взят курс на водородную энергетику.
Для поддержания этого курса нужны ресурсы. И, одним из этих ресурсов для получения зелёного водорода нужна чистая пресная вода. Возникает вопрос - а сколько надо воды, чтобы заменить, например, потребляемый природный газ.
Для это возьмём калькулятор и здравый смысл и подсчитаем:
1. Исходные данные:
1.1. Потребление природного газа в Европе за 2018 год (что нашёл) - 549 нормальных миллиардов м3 (источник - радио свобода)
1.2. 1 моль газа занимает 22.3 л
1.3. молярная масса воды 18 г/моль
1.4. 1 миллиард - 10^9
1.5. 1 тонна - 10^6 гр
2. химическая формула заменяемых веществ
CH4 H20
Для замены 4 атомов водорода в метане надо 2 моль (или 2 молекулы воды).
3. Считаем
1 моль природного газа занимает объём 22,4 л или 22,4/1000=0,0224 м3
549 миллиардов м3 = это 549 *10^9 м3 или 549*10^9/0.0224=24,5*10^12 моль
1 моль газа - 2 моль воды
24,5*10^12*2=49*10^12 моль воды
пересчитываем на вес воды
49*10^12моль * 18 г/моль=882 *10^12 гр (воды)
или 882*10^12/10^6= 882*10^6 тонн (воды)
или 882 000 000 (882 миллионов тонн воды).
4.Затраты электроэнергии
1 кг воды надо для электролиза 4,97 квт*ч электроэнергии (низкотемпературный процесс)
итого:
882*10^9*4.97=4.410^12 кВт*ч или 4,38*10^9 МВт*ч 4,38*10^6 ГВт*ч 4 380 ТВ*ч
Европа за 2020 год произведа на СЭС и ВЭС 77 ТВ*ч электроэнергии.
Т.е. в настоящее время имеется 1.7 % мощностей для "зелёного" перехода.
Кроме этого для получения технической воды 2 категории (это обессоленая воды для технических нужд, 1 категория - для микроэлектроники), необходимо затратить:
Для обратного осмоса - 3 кВт*ч или 882*10^6*3=2,9*10^9 кВт*ч или 2,646 ТВ*ч
(его можно использовать только для пресной воды, для солёной не подходит - там надо только комбинированную установку использовать. и это я не учёл того. что 30 % уходит в слив - такая технология)
Для дистилляции - 40-80 кВт*ч или 882*10^6*60=52.92*10^9 кВт*ч или 52,920 ТВт*ч
Так Европа не может сейчас даже близко перейти просто на замещение потребляемого природного газа.
PS. в рассчёты не включены потери на электролизе воды, потери на электричество.
Но даже с учётом вышеописанного, даже по предварительным прикидкам Европе придётся декарбонизироваться не один десяток лет. Хорошо если к концу 2060 года закончат
PSS. О всех неточностях в рассчётах и данных пишите в комментариях
Один из его пунктов - это замена углеродосодержащих ископаемых энергоресурсов. В настоящее время взят курс на водородную энергетику.
Для поддержания этого курса нужны ресурсы. И, одним из этих ресурсов для получения зелёного водорода нужна чистая пресная вода. Возникает вопрос - а сколько надо воды, чтобы заменить, например, потребляемый природный газ.
Для это возьмём калькулятор и здравый смысл и подсчитаем:
1. Исходные данные:
1.1. Потребление природного газа в Европе за 2018 год (что нашёл) - 549 нормальных миллиардов м3 (источник - радио свобода)
1.2. 1 моль газа занимает 22.3 л
1.3. молярная масса воды 18 г/моль
1.4. 1 миллиард - 10^9
1.5. 1 тонна - 10^6 гр
2. химическая формула заменяемых веществ
CH4 H20
Для замены 4 атомов водорода в метане надо 2 моль (или 2 молекулы воды).
3. Считаем
1 моль природного газа занимает объём 22,4 л или 22,4/1000=0,0224 м3
549 миллиардов м3 = это 549 *10^9 м3 или 549*10^9/0.0224=24,5*10^12 моль
1 моль газа - 2 моль воды
24,5*10^12*2=49*10^12 моль воды
пересчитываем на вес воды
49*10^12моль * 18 г/моль=882 *10^12 гр (воды)
или 882*10^12/10^6= 882*10^6 тонн (воды)
или 882 000 000 (882 миллионов тонн воды).
4.Затраты электроэнергии
1 кг воды надо для электролиза 4,97 квт*ч электроэнергии (низкотемпературный процесс)
итого:
882*10^9*4.97=4.410^12 кВт*ч или 4,38*10^9 МВт*ч 4,38*10^6 ГВт*ч 4 380 ТВ*ч
Европа за 2020 год произведа на СЭС и ВЭС 77 ТВ*ч электроэнергии.
Т.е. в настоящее время имеется 1.7 % мощностей для "зелёного" перехода.
Кроме этого для получения технической воды 2 категории (это обессоленая воды для технических нужд, 1 категория - для микроэлектроники), необходимо затратить:
Для обратного осмоса - 3 кВт*ч или 882*10^6*3=2,9*10^9 кВт*ч или 2,646 ТВ*ч
(его можно использовать только для пресной воды, для солёной не подходит - там надо только комбинированную установку использовать. и это я не учёл того. что 30 % уходит в слив - такая технология)
Для дистилляции - 40-80 кВт*ч или 882*10^6*60=52.92*10^9 кВт*ч или 52,920 ТВт*ч
Так Европа не может сейчас даже близко перейти просто на замещение потребляемого природного газа.
PS. в рассчёты не включены потери на электролизе воды, потери на электричество.
Но даже с учётом вышеописанного, даже по предварительным прикидкам Европе придётся декарбонизироваться не один десяток лет. Хорошо если к концу 2060 года закончат
PSS. О всех неточностях в рассчётах и данных пишите в комментариях