[Komplanar]

Сообщение от Сергей Юрьевич Komplanar, а что же цитата без ссылки на первоисточник? Я бы с удовольствием почитал... интересны детали, а не выжимка в 2 строчки и Ваша интерпретация на 4...

Ну, или вы владеете китайским, либо гугл-переводчиком... Зато абсолютный первоисточник, первоисточнее не бывает - Национальное управление энергетики Китая.
http://www.nea.gov.cn/2023-02/13/c_1310697149.htm

----- добавлено через ~7 мин. -----

Сообщение от Сергей Юрьевич Сравнивать нужно фактическую выработку. Если сравнивать чисто электроэнергию, то: За 2021 год во всём мире выработано 28 466,3 ТВт*ч электроэнергии. Китай на ветре и солнце в 2021 году выработал ~900 ТВт*ч электроэнергии. 900 / 28 466 = 3,1% от всей мировой электрогенерации.

2700 - это объем выработки ВИЭ Китая. ) И разумеется, я считал мировую выработку, а не установленную мощность. )) И для меня как бэ очевидно, что ВИЭ - это не только солнце и ветер, это ещё и ГЭС, и биомасса (в некоторых странах даёт весьма большую долю генерации). 2700/28466=9,5%. Искомая цифра нашлась, не? Где манипуляции со статистикой?)

Вообще, я почему решил привести цифры по Китаю. Потому что довольно часто в качестве аргумента об углеродном следе приводят в качестве аргумента тот факт, что производство панелей и батарей в Китае делает углеродный след огромным, потому как "да там ж на углё всё!". Но Китай тоже не стоит на месте и тоже движется к низкоуглеродной энергетике - а не только электроэнергетике. Кстати, надо не забывать, что к этим 32% ВИЭ стоит добавить ещё атомную энергетику, которая тоже отнимает долю генерации у угля. Цифру за 2022 чёт не могу найти, но, ЕМНИП, в 2021-ом атомная электрогенерация составляла в районе 5% в Китае.
Например, доля электромобилей в продажах в Китае в 2022 достигла 27,8%. Не удивлюсь, если по факту Китай окажется первой крупной страной в мире, которая полностью перейдёт на электромобили, хотя бы в легковом классе.

[Сергей Юрьевич]

Сообщение от Komplanar Ну, или вы владеете китайским, либо гугл-переводчиком... Зато абсолютный первоисточник, первоисточнее не бывает - Национальное управление энергетики Китая. http://www.nea.gov.cn/2023-02/13/c_1310697149.htm

Спасибо, из первоисточника брать цифры удобнее

Сообщение от Komplanar Где манипуляции со статистикой?)

Прошу прощения. Да, увлёкся. Привык, читая Вас в данной теме ассоциировать все Ваши слова про ВИЭ равными ВЭС+СЭС. Перечитал Ваше сообщения - действительно, Вы не говорили, что 2700 это только ветряные панели, следовательно в них учтены и ГЭС, о чём говорится и в первоисточнике
Тем не менее не могу не отметить: Китай уже освоил 60% имеющегося у него потенциала гидроэнергетических мощностей. Максимум можно довести мощность ГЭС до 550...600 ГВт. Это даст максимум +700 ТВт*ч выработки на ГЭС, на этом прирост данного типа генерации остановится.
Поэтому экстраполировать рост ВИЭ такими же темпами, как в предыдущие десятилетия нельзя, если в этом росте основная составляющая была на немасштабируемых ГЭС.

И повторюсь, как быть с глобальным энергопереходом?

Сообщение от Сергей Юрьевич правильнее сравнивать не с электрогенерацией, а с потреблением первичной энергии (т.е. учитывать и потребление топлива в ДВС, и потребление топлива на производствах, и прямой нагрев для отопления и подогрева воды и пр. - всё, что планируете заменить зелёной энергетикой и возобновляшками). В 2021 году всем миром потреблено ~600 ЭДж первичной энергии = 166 667 ТВт*ч. 900 / 166 667 = 0,54% - доля ветровой+солнечной генерации Китая в общемировом глобальном энергопереходе. Для понимания масштаба...

Даже если принять всю ВИЭ Китая объёмом 2 700 / 166 667 = 1,6%.
Не густо...

[Komplanar]

Ну дык, всё давно посчитано специально обученными людьми (и, разумеется, ежегодно пересчитывается). Которые учитывают в том числе тот факт, что первичная энергия в тех же автомобилях усваивается с очень низким КПД (КПД бензинового мотора в 25% не учитывает потери на выхлоп, навесное, коробку и главное - потери на торможениях в реальном городском цикле. Поэтому реальный КПД бензинового автомобиля, не гибрида, в городе будет в районе 10-15%, в зависимости от загруженности трафика. Да, собственно, даже авиадвигатель работает с КПД в районе 40%, ЕМНИП, как и дизель в идеальном режиме по трассе), а так же тот факт, что многие ТЭС работают так же с низким КПД (например, ТЭС в жарких странах не могут утилизировать тепловую энергию как ТЭЦ для нагрева помещений). Поэтому оценочный объём генерации энергии к 2050-му году составит в районе 60-70 тыс. ТВт*ч по генерации электроэнергии (подразумевая, что немалая часть промышленности и транспорта перейдут на электричество), плюс ещё примерно половина от этой цифры будет потребляться в форме тепловой энергии в виде водорода и природного газа - который должен где-то к 2040-му сначала заменить весь уголь, а потом его потребление будет снижаться, но нулевым не станет ещё долго. Поэтому я и говорил об оценочных объёмах ввода ВИЭ в районе 800-1000 ГВт в год для достижения этой цифры.
Попробую поискать какой-нибудь максимально свежий доклад или сценарий на тему как раз первичной энергии к 2050-му году, даже двух-трёхлетней давности прогнозы устаревают и переписываются слишком серьёзно, чтобы на них ссылаться...
UPD. К сожалению, свежие отчёты можно только скачать, толкового разбора нет (а ещё в эти разборы начали приплетать политику...), да и сейчас в основном идут "многосценарные" прогнозы. В 2018-ом немцы сделали неплохой анализ (уже устарел, потому что на тот момент не было понимания о роли водорода, в том числе в металлургии, но для оценки первичной энергии вполне годится), в общем, цифры были такие - 66 ПВт*ч годовая генерация электроэнергии, увеличение роли электроэнергии в первичном потреблении с 19% (в 2017-ом) до 45% (в 2050-м), значит, в районе 147 ПВт*ч подразумевалось общее потребление энергии в 2050-м году.
Как раз на основании подобных анализов и усиливаются меры по ускорению энергоперехода, поэтому, думаю, в ближайшее время цель "электрификации" вырастет с 66 до 80-90 ПВт*ч. Остальное - в основном газ для промышленности и химии.

[Сергей Юрьевич]

Сообщение от Komplanar Поэтому оценочный объём генерации энергии к 2050-му году составит в районе 60-70 тыс. ТВт*ч по генерации электроэнергии (подразумевая, что немалая часть промышленности и транспорта перейдут на электричество), плюс ещё примерно половина от этой цифры будет потребляться в форме тепловой энергии в виде водорода и природного газа

Для цели энергоперехода - цифра явно заниженная. Переход на электротягу не означает снижение потребления первичной энергии.
Производство самого водорода в качестве заменителя угля и прочего ископаемого топлива требует энергии. Её будем вырабатывать на СЭС+ВЭС. Соответственно, где-то "в пустыне Сахаре" нужно построить эти ваши знаменитые бескрайние поля СЭС+ВЭС которые будут питать заводы по производству водорода, который в сжиженном виде на танкерах/автоцистернах/ж.д.цистернах доставят в "цивилизованный" мир и там уже "сожгут" (или ещё чего с ним сделают).

Каков КПД цикла "электроэнергия -> водород -> электроэнергия"?

Пусть установленная мощность ветряков 500 ГВт и солнечных панелей тоже 500 ГВт. Итого 1000 ГВт установленной мощности в соотношении 50/50 - как сейчас в Китае - мировом лидере по этой теме.
КИУМ по этим типам генерации берём фактический из того же Китая (таблицу выше прикладывал): КИУМ ВЭС = 22%, КИУМ СЭС = 13%.
Тогда годовая выработка на этих ВИЭ составит: ( 500 ГВт х 22% + 500 ГВт х 13% ) х 24 ч х 365 д = 1 533 ТВт*ч электроэнергии сгенерировали "в пустыне".
Потери при передаче от электростанции до "водородного завода" = 6% от сгенерированной ЭЭ: 1 533 х 0,94 = 1 441 ТВт*ч дойдёт до завода.
Производство водорода по самым передовым технологиям в лабораторных условиях дают КПД данного процесса = 70%. Т.е. выход с водородного завода будет около: 1 441 х 0,7 = 1009 ТВт*ч запасённой энергии.
Далее, полученный водород для транспортировки необходимо сжижить. Это тоже затраты электроэнергии. На сжижение 1 кг водорода необходимо затратить ~1/3 запасённой в нём энергии. Т.е. останется 1009 х 0,67 = 676 ТВт*ч запасённой в жидком водороде энергии.
Энергоёмкость водорода 33,33 кВт*ч/кг. Тогда 676 ТВт*ч энергии мы "засунули" в 20 млн.тонн водорода. Запомним на будущее, пригодится.

Далее жидкий водород доставляется до того места, где его планируем использовать его по назначению. Транспортировка сжиженного газа это потери "отпарного газа" и утечки = 5%: 676 х 0,95 = 642 ТВт*ч довезут до потребителя.
Предположим, что водородом заправили автомобили с супер-эффективными топливными водородными элементами, дающими выход 60% (таких сейчас нет, самые эффективные на самом деле дают лишь 50%): 642 х 0,6 = 321 ТВт*ч энергии выдадут ТЭ автомобилей.
Далее инвертор и электроморы превратят электроэнергию в движение с КПД=90%, и мы получим результат: 321х0,9 = 290 ТВт*ч работы.

Итого реальный КПД цепочки от солнечной/ветряной электростанции через водород до "колеса": 290 / 1533 = 19%.
Точно оно эффективнее ДВС на ископаемом топливе?
Вот другое видение - тут получилась эффективность цепочки 32%, не со всем согласен, но даже если 32% - суть не меняется.

И ещё один важный пункт - эффективность использования ВИЭ для такой цепочки: с 1 000 ГВт установленной мощности ВИЭ мы получим лишь 290 ТВт*ч полезной работы за год.

Допустим соглашусь с прогнозом немцев:

Сообщение от Komplanar В 2018-ом немцы сделали неплохой анализ ... в районе 147 ПВт*ч общее потребление энергии в 2050-м году

147 000 ТВт*ч к 2050 году.
Сейчас на весь мир имеем 28 500 ТВт*ч вырабатываемой электроэнергии, из которых:
ГЭС = 16% = 4 560 (не масштабируется и не наращивается существенно) +0 через 30 лет
АЭС = 11% = 3 135 (к 2050 хорошо, если хотя бы останется на том же уровне) +0 через 30 лет*
Ископаемое топливо = 63% = 18 000 (это будем полностью сокращать и замещать) -18'000 через 30 лет
СЭС+ВЭС+БИО = 10% = 2 850 (это будем "стремительно наращивать"): 147'000 - 4'560 - 3'135 - 2'850 = + 136 455 ТВт*ч - столько понадобится энергии потребителям в 2050 г. полученной по новой ещё не созданной цепочке СЭС/ВЭС-водород-потребитель.

* - к 2050 году выработают свой срок почти все АЭС Америки, Японии и западной Европы. Программы замещения выбывающих и строительства новых АЭС есть только в РФ, Китае и Индии. В некоторых странах третьего мира - точечное строительство по 1-4 блока на всю страну. Самая масштабная программа - у Китая. В планах довести АЭС до 150 ГВт установленной мощности. Это меньше половины от выбывающих к 2050 году мощностей в остальном мире. Так что генерация на АЭС в мире будет падать, если не будут предприняты меры для перелома тренда

А теперь посчитаем, сколько же ветряков и солнечных панелей в реальности понадобится для замещения ископаемого топлива:
( 136 455 / 290 ) * 1 000 = 470 500 ГВт установленной мощности к 2050 году нужно дополнительно ввести, чтобы покрыть спрогнозированные немцами потребности.
470 500 / 27 лет = 17 400 ГВт солнечных ветряков нужно вводить каждый год. А никак не 800-1000, о которых ты пишешь:

Сообщение от Komplanar Поэтому я и говорил об оценочных объёмах ввода ВИЭ в районе 800-1000 ГВт в год для достижения этой цифры.

Нужно в 15-20 раз больше. Нам нужны ещё 15 Китаев.

Не случится энергоперехода при нынешнем уровне технологий производства и накопления энергии.

[Сергей Юрьевич]

И добавлю к #2724:

К строительству ветряков и солнечных электростанций необходимо добавить параллельное строительство заводов по производству и сжижению водорода:
Выше было посчитано, что с 1000 ГВт установленных мощностей СЭС+ВЭС мы получим ~20 млн.тонн водорода в год.
Тогда для 17 тыс. ГВт/год вводимых в строй ежегодно новых зелёных мощностей нужно параллельно запускать заводов по производству и сжижению водорода мощностью 17*20 = 340 млн.тонн/год.

Все имеющиеся в мире сейчас мощности по производству СПГ - это всего лишь 460 млн.т., которые строили 60 лет. И сжидить природный газ - это лишь минус 160 градусов цельсия, а сжидить водород - ещё на 100 градусов холоднее. Существенная разница.
Работающей технологии крупнотоннажного сжижения водорода просто нет.
Самое мощное, что сейчас строится - экспериментальный завод в Германии, производительностью 1300 тонн/год жидкого водорода. Все заводы Японии вместе взятые производят в сумме 16 000 тонн водорода в год.
А нужно 340 000 000 тонн/год строить каждый год.

Совершенно нереально. Даже если я ошибся в математике в 10 раз.

[BURAN988]

Сообщение от Сергей Юрьевич нужно параллельно запускать заводов по производству и сжижению водорода

Зачем охлаждать до почти 0К, если водород прекрасно хранится в металлах, причем в объемах, на порядки больше объема металла

[Дмитррр]

Сообщение от Сергей Юрьевич Итого реальный КПД цепочки от солнечной/ветряной электростанции через водород до "колеса": 290 / 1533 = 19%. Точно оно эффективнее ДВС на ископаемом топливе?

Эк ты насчитал. В общем-то подход верный. Но тогда давай сравни и ДВС так же полно:
- затраты энергии на добычу нефти
- затраты на её транспортировку
- затраты на переработку
- затраты на транспортировку бензина
- и только потом умножай на КПД ДВС.

[Сергей Юрьевич]

Сообщение от Дмитррр Но тогда давай сравни и ДВС так же полно: - затраты энергии на добычу нефти - затраты на её транспортировку - затраты на переработку - затраты на транспортировку бензина - и только потом умножай на КПД ДВС.

Уже посчитано. EROI добычи нефти и переработки в бензин равен 5, т.е. тратим 20% от его энергоёмкости. И мы уже имеем всю инфраструктуру по добыче, переработке, хранению, транспортировке и заправке в автомобили/ТЭС этого бензина/газа/соляры. Её строили более 100 лет чтобы довести до нынешних объёмов потребления.

Сообщение от BURAN988 Зачем охлаждать до почти 0К, если водород прекрасно хранится в металлах, причем в объемах, на порядки больше объема металла

Наверное затем, что в этом случае для перевозки и хранения сотен миллионов тонн водорода понадобятся десятки миллионов тонн не самых распространённых и не самых дешёвых металлов.

[Дмитррр]

Сообщение от Сергей Юрьевич тратим 20% от его энергоёмкости

А не наоборот? Не получаем 20% полезного?

Сообщение от Сергей Юрьевич И мы уже имеем всю инфраструктуру по добыче, переработке, хранению, транспортировке и заправке в автомобили этого бензина.

Это к теме не относится. Эксплуатационные расходы везде есть, как и расходы на строительство. Если хочешь, можно и их сравнить, но это та её морока.

[Сергей Юрьевич]

Сообщение от Дмитррр Эксплуатационные расходы везде есть, как и расходы на строительство. Если хочешь, можно и их сравнить, но это та её морока

Цель моих расчётов была определить, сколько установленной мощности ветряков/панелей необходимо, чтобы заменить ископаемое топливо используемое на ТЭС и в ДВС.
Для этих целей не имеет значения, сколько мы тратим сейчас на бензин/нефть/газ/уголь. Сколько тратим - столько и тратим. Просто перестанем тратить, когда/если перейдём на ВИЭ.

[Komplanar]

А кто сказал, что водород надо транспортировать в сжиженном виде? Даю подсказку - водород входит в состав СН4, NH3, С3H8, С2H6O и огромное количество других веществ. Зачем транспортировать то, что плохо транспортируется, если можно транспортировать то, что хорошо транспортируется и потом так же хорошо используется?...

[Дмитррр]

Сообщение от Сергей Юрьевич Цель моих расчётов была определить, сколько установленной мощности ветряков/панелей необходимо, чтобы заменить ископаемое топливо используемое на ТЭС и в ДВС.

Так одними ВЭС и СЭС никто и не планирует заменить все ТЭС. По крайней мере в Китае.

[BURAN988]

Сообщение от Komplanar Даю подсказку - водород входит в состав СН4, NH3, С3H8, С2H6O

Про С2Н5ОН забыл, как же так!

----- добавлено через ~6 мин. -----

Сообщение от Сергей Юрьевич Наверное затем, что в этом случае для перевозки и хранения сотен миллионов тонн водорода понадобятся десятки миллионов тонн не самых распространённых и не самых дешёвых металлов.

Вот! Поэтому мысль научная и инженерная должна работать на создание веществ,
устройств хранения электроэнергии, а не вот это вот всё...

[Сергей Юрьевич]

Сообщение от Komplanar А кто сказал, что водород надо транспортировать в сжиженном виде? Даю подсказку - водород входит в состав СН4, NH3, С3H8, С2H6O и огромное количество других веществ.

Сути это не меняет. И для того и для другого - нужно строить заводы мощностью в сотни миллионов тонн в год уже сейчас. А этого нет и не предвидится.
И да, все перечисленные тобою вещества транспортируются исключительно в виде жидкостей. Так что опять сути не меняет.

По #2724 есть что сказать? А то ж месяца не пройдёт - опять вернётесь к любимой теме всенепременного энергоперехода.

----- добавлено через ~11 мин. -----

Сообщение от Дмитррр Так одними ВЭС и СЭС никто и не планирует заменить все ТЭС.

А какие ещё есть предложения?
Про ГЭС и АЭС я уже писал - см.выше:

Сообщение от Сергей Юрьевич ГЭС ... не масштабируется и не наращивается существенно

Весь мир за 15 лет увеличил выработку ГЭС лишь на 50% (и основная заслуга здесь снова у Китая). Дальше не смогут так же наращивать мощность ГЭС, т.к. все козырные места уже освоены.

Сообщение от Сергей Юрьевич К 2050 году выработают свой срок почти все АЭС Америки, Японии и западной Европы. Программы замещения выбывающих и строительства новых АЭС есть только в РФ, Китае и Индии. В некоторых странах третьего мира - точечное строительство по 1-4 блока на всю страну. Самая масштабная программа - у Китая. В планах довести АЭС до 150 ГВт установленной мощности. Это меньше половины от выбывающих к 2050 году мощностей АЭС в остальном мире. Так что генерация на АЭС в мире будет падать, если не будут предприняты меры для перелома тренда

А что ещё зелёного остаётся кроме солнца, ветра, био, гидро и аэс?

Offtop: Подсказка: углеводороды.

[Солидворкер]

Сообщение от Komplanar Даю подсказку - водород входит в состав СН4, NH3, С3H8, С2H6O и огромное количество других веществ

Например, нефти

[Бахил]

А приливные? Ещё существуют?

[BURAN988]

Сообщение от Бахил А приливные?

Стали отливными...

[Дмитррр]

Сообщение от Сергей Юрьевич ГЭС ... не масштабируется и не наращивается существенно

А в чём секрет Норвегии (там доля ГЭС приближается к 100%). Хотя там нет огромных рек и не создано огромных водохранилищ.
Особо удачный рельеф? Или спрос на энергию насколько мал, что ГЭС хватает?

[Cfytrr]

"99% электричества в Норвегии производится не на ТЭС или ТЭЦ, а на гидроэлектростанциях, и не на гигантах, требующих затопления огромных площадей и поворота судоходных рек, а на карликах, построенных в горных районах и работающих почти в автономном режиме. Маленькие ГЭС не только приносят постоянный доход своим владельцам, но и становятся важным фактором сохранения жизнеспособности мелких поселков и хуторов."

[Сергей Юрьевич]

Сообщение от Дмитррр А в чём секрет Норвегии (там доля ГЭС приближается к 100%). Хотя там нет огромных рек и не создано огромных водохранилищ.

Горы + скальные грунты = можно строить за дёшево ГЭС с большим гидростатическим напором и получать значительную мощность даже при малых расходах.
Нам же на равнинных реках получать большую мощность удаётся либо за счёт больших расходов на малом напоре, либо за счёт создания гигантских по площади водохранилищ, чтобы создать какой-никакой приличный напор.

Сообщение от Дмитррр Или спрос на энергию насколько мал, что ГЭС хватает?

Для страны с населением 5,4 млн.человек (меньше, чем жителей в одном только СПб!) - много электричества не требуется.