?

Log in

No account? Create an account

Не смеяться, не плакать , не проклинать — а понимать…

Previous Entry Share Next Entry
Как Капитан Атом спас миллионы жизней и спасет ещё больше
ангел
danko2050
Наша буржуазная цивилизация привыкла измерять все и вся в терминах стоимости. Капитал и его расширенное воспроизводство являются её Альфой и Омегой, началом и концом, её предельным основанием. Энергия в этом смысле не является исключением. Когда заходит разговор, например, о нефти или газе из неконвенциональных источников, то конечным пунктом почти любой дискуссии становится их цена. Но очевидно, что это далеко не единственный способ сравнения.

Недавно появилась интересная статья в «Environmental Science & Technology» за авторством Пушкера Кареча (Pushker Kharecha) и Джеймса Хансена (James Hansen), в которой ученые постарались оценить эффект от ввода атомных генерирующих мощностей в человеческих жизнях и гигатоннах СО2, не попавших  в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива. Получившиеся цифры впечатляют: за период 1971-2009 годы атомная энергия спасла жизни 1,84 млн. человек и предотвратила попадание в атмосферу около 64 Гт парниковых газов. Капитан Атом рвет Бэтмена и Супермена на британский флаг.

18

Понять, как авторы пришли к такому выводу, в общих чертах, не сложно. Известно, что сжигание угля (и в меньшей степени газа) в ТЭС и ТЭЦ производит огромное количество частиц сажи, которые вызывают тяжелые заболевания дыхательной системы. С дымовыми газами электростанций в воздух выбрасывается большое число твердых и газообразных загрязнителей, среди которых такие вредные вещества как зола, оксиды углерода, серы и азота.

Двуокись азота (NO2) воздействует в основном на дыхательные пути и легкие, а также вызывает изменения состава крови, в частности, уменьшает содержание в крови гемоглобина.
Двуокись азота снижает сопротивляемость к заболеваниям, вызывает кислородное голодание тканей, особенно у детей. Усиливает действие канцерогенных веществ, способствуя возникновению злокачественных новообразований.

Оксид серы (SO2) очень токсичен и может вызвать хроническое отравление. Оно проявляется атрофическим ринитом, поражением зубов, часто обостряющимся токсическим бронхитом с приступами удушья. Возможны поражение печени, системы крови, развитие пневмосклероза.

Бенз(а)пирен (С20Н12) попадает в воздух при горении угля и нефтепродуктов, производстве кокса и алюминия, с выхлопами автомобилей, является наиболее типичным химическим канцерогеном окружающей среды. Опасен для человека даже при малой концентрации, поскольку обладает свойством биоаккумуляции.

Зола, пыль, содержащая свободный оксид кремния и соединения практически всех металлов, в том числе мышьяка, ванадия, ртути, свинца приводит к уменьшению вентиляционной способности и емкости легких, повреждению слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей, фиброзным изменениям легких, накоплению в организме диоксида кремния и силикоз. В конечном счете это ведет к повышению смертности от рака легкого и кишечника.

Если вы считаете, что это проблема «развивающихся» стран, экономящих на очистных сооружениях, то вот пример из учебника по промэкологии, где рассматривается материальный баланс угольной ТЭС мощностью 2 400 МВт, работающей на угле типа донецкого антрацитового штыба (источник). На такой ТЭС в час сжигается до 1 060 тонн угля (калорийностью порядка 22,7 МДж/кг, зольностью 23 %, сернистостью 1,7 %), из топок котлов удаляется 34,5 т/ч шлака и из бункеров электрофильтров (очищающих дымовые газы от золы на 99 %) - 193,5 т/ч уловленной золы. Уловленная зола и шлак в количестве 228 т/ч попадают в золоотвал электростанции, засоряя и загромождая огромные территории. При этом часовой выброс дымовых газов составляет около 8 млн. м3, содержащих 2 350 тонн углекислого газа, 251 тонну водяных паров, 34 тонны сернистого ангидрида, 9,3 тонны оксидов азота, 2 тонны летучей золы (при эффективности золоуловителей 99 %).

материальный баланс угольной ТЭС

В своей оценке смертоносности тех или иных источников энергии авторы опирались на оценки, полученные в ходе серии исследований по программе ExternE, которые проводились в Европе в течение 15 лет (источник):

Смертность на ТВт-ч

Смертность на ТВт-ч - 2

Заметим, что по мере ухудшения качества угля растут выбросы загрязняющих веществ и, соответственно, проблемы со здоровьем. Учитывая, что наиболее качественные угли вырабатываются первыми, траектория дальнейшего движения будет направлена вверх и вправо по графику.

Поскольку авторов исследования интересовала только смертность и они игнорировали заболевания, связанные с загрязнением, то у них получились следующие коэффициенты (вторая строка в колонке Mean value – вместе с Китаем):

Смертность и эмиссия СО2

Стоит отметить, что данная оценка вполне оптимистичная, есть и более мрачный взгляд на урон от угольной и газовой генерации.

Используя эти коэффициенты и данные по источникам генерации электроэнергии за последние сорок лет уже не сложно понять, сколько жизней спас мирный атом просто заместив собой более грязные и опасные способы генерации электроэнергии (на самом деле расчеты несколько сложнее, поскольку учитывают такую переменную как «capacity factor» различных источников):

Источники производства электроэнергии 1971-2009

Количество предотвращенных смертей по годам 1971-2009
Количество предотвращенных смертей по годам за период 1971-2009 гг.

Точно таким же способом можно оценить и эффект от будущего развития мирного атома. В качестве основы авторы исследования приняли прогноз IAEA, который предполагает, что к 2050 году на АЭС в мире будет вырабатываться от 4 513 до 9 893 ТВт*ч электроэнергии (от 6,2% до 13,5%).

Прогноз IAEA - 2011

В случае, если прогнозируемая атомная генерация будет заменена угольной (All Coal case), то это приведет к смерти дополнительно от 4,39 млн. до 7,04 млн. человек в период до 2050 года. В случае замещения атомной генерации газовой (All Gas case) количество смертей уменьшится на порядок, но все равно составит внушительную сумму от 420 тыс. до 680 тыс. соответственно.

Собственно, под этим углом стоит оценивать последние новости из Германии: «Закрытие АЭС в Германии привело к росту выбросов парниковых газов в 2012 году. Министерство охраны окружающей среды Германии обнародовало информацию о росте подобных загрязнений. По сведениям министерства, количество выбросов увеличилось на 1,6%, достигнув величины 931 млн. тонн СО2. По мнению специалистов, причиной этого явления стало изменение структуры электроэнергетики. (…) Несмотря на то что увеличение использования ветровой и солнечной генерации снизило потребность в газе, общее потребление газа и угля увеличилось из-за сокращения производства энергии на АЭС.

Восемь энергоблоков германских АЭС было остановлено после аварии на «Фукусиме» в 2011 году. Несмотря на антиядерную политику немецкого правительства, действующие АЭС до сих пор обеспечивают 16% потребности страны в электроэнергии. Восемь остановленных реакторов могли бы в 2012 году произвести около 40,2 ТВт*ч электроэнергии, если бы они работали на своей плановой мощности. Замена этой генерации на другие источники привела к излишним 18–34 млн. тонн выбросов СО2 по сравнению с АЭС».

Данные по Германии (источник):

Генерация Германии 2012-1

Генерация Германии 2012-2

thumbbig-176013
Капитан Атом негодует. Присоединяюсь к его праведному гневу


  • 1
По п. 1 - сланцевый газ имеет отрицательную энергетическую рентабельность, и даже в США уже приносит многомиллиардные убытки производителям. Пока эта Афёра держится на доверчивых вкладчиках, которые несут свои деньги на биржу этим аферистам. Высокого EROI там нет, а если даже EROI несколько больше 1, то современная промышленность и с/х не могут на этом источнике существовать, или должны будут ввергнуться в прошлое лет на 200, в экономику дров и конной тяги.

Высокоразвитые промышленность, транспорт, с/х, требуют высокого EROI.

Кстати, АЭС индийцам строит Росатый, значит, не каждая условно "бедная" страна может построить себе АЭС? И самое главное - АЭС не строится из древесины с использованием конной тяги. Нужна нефть и природный газ - для производства цемента, стали (т.е., в том числе и для добычи железной руды и угля), транспортировки всего этого добра, производства грузовиков, которые будут транспортировать всё это добро (включая шины, пластик и сталь (ну, вы поняли про всю цепочку по стали?)), бульдозеры и экскаваторы, которые будут использоваться для постройки. Во всём нужны нефть и природный газ, без них АЭС или ГЭС не построишь.

По п. 2 - чтобы начать экономить, к примеру, 30 процентов на расходе топлива, для начала придётся обновить автопарк. Т.е. купить новый транспорт. А во сколько это обойдётся? Поясняю на примере: чтобы экономить половину на стоимости топлива для отопления дома, мне нужно утеплить дом. Стоимость утепления условно будет соразмерна 10 годовым нормам топлива по деньгам. То есть я начну экономить, вложив кучу денег, но сразу, и получу первую прибыль только через 20 лет. Здорово, конечно, но вот есть сомнения, где взять сразу такую кучу денег, и вообще, проживу ли я столько?

По п. 3 - если Запад будет припёрт к стенке, то они будут просто вынуждены переориентировать свою энергетику, и плевать там на марки и сорта. В Британии угольные электростанции будут тупо и банально закрыты из-за отсутствия рентабельного угля. Придётся строить электростанции на газу. То же самое касается и Китая. Уже сейчас в Германию и Испанию возят уголь из Колумбии.

Запад (и Китай с Индонезией) будет вынужден драться за энергию, а не пойдёт ко дну сложив лапки. Причина нападения Японии на США во время ВМВ проста: Англия, Голландия и США отказались продавать Японии нефть. Экономика под угрозой. Япония была слабее всех этих держав в совокупности, но была вынуждена напасть. Казус белли, так сказать.

По п. 4 - скоро вся эта благотворительность (если таковая и есть), накроется медным тазом (увы, читал эту статью бесплатно несколько дней назад, сейчас требуют 10 р за прочтение, надо было скопировать...):

http:// www.oilru.com/news/363238/

Если коротко о содержании статьи - внутреннее потребление нефти и денег в нефтедобывающих странах Персидского залива (кроме Ирака и Ирана) только растёт, население увеличивается и не имеет возможности где-то работать, кроме госсектора. Резервы в деньгах и возможная максимальная доля от добычи нефти будут проедены к 2020 году. Будет нестабильная ситуация с революциями и беспорядками.

1. Сланцевый газ в зависимости от месторождения и технологии имеет разный EROI. На многих месторождениях вполне себе положительный. При нынешних ценах на газ в США при кризисе перепроизводства многие поставщики нормального природного газа еле сводят концы с концами. Достаточно посмотреть на цену за миллион британских тепловых единиц (на топливо) в США. Слишком много газа вылилось на рынок и падение цены пришибло перекридитованных производителей.

Насчет снижения EROI в сельском хозяйстве. Если использовать ГМО, то расход калорий топлива на получаемую пищевую можно снизить в 3 раза. Но для этого нужно системно перестраивать сельское хозяйство, а не пытаться консервировать мелкие замелоьные наделы.

По поводу Индии. Индия не только импортирует реакторы (легководные), но и свои интенсивно строит. Просто в стране задача. Быстро наработать много плутония гражданского для загрузки в бридеры до 2040 г. А в стране дешевого урана не так много. А если реактор импортный, то продавец реактора гарантирует поставки топлива для реактора на 30 лет!!! Потому индийцы и используют шанс: высосать как можнобольше урана, и как можно большие запасы плутония создать к 2040 г. Для обеспечения большого парка бридеров и т.д. Не все там так просто.

Далее. СТроить надо пока энергии топлива много, зачем политикам платят налоги? Чтоб они наперед думали. Китай вот для нынешнего парка АЭС 30летний запас сырья по дешевке скупил! Пока все тупили.


2. В нищих странах смогли понабрать огромнейшие кредиты....и разворовать. Может не надо просто их было разворовывать?

3. Ну будет приперт. А что мешает предусмотреть и сработать на опережение? как это делают Индия и КНР? Вопрос в качестве элит и их способности прогнозироть проблемы.

4. Что мешает ей пользовать когда она ЕЩЕ есть? Куй железо пока горячо ;)


По п. 1 - сам по себе положительный EROI не панацея. По сланцу он может быть 1,1, или 2, или даже 3. Но этого мало.

Проблема в том, что для современной промышленности и с/х нужно много энергии, а так как количество месторождений не бесконечно (нельзя бурить сразу пять Гаваров, он только один такой; и Баккен один), то на первый план выходит высокий EROI.

При низком EROI нам может банально не хватить энергии на поддержание транспортной инфраструктуры, промышленных предприятий, старых дамб ГЭС и тьмы других сооружений.

Ведь EROI касается только добычи, а ещё есть транспортировка сырья, его переработка, возведение и содержание инфраструктуры для добычи, транспортировки и переработки сырья.

Пример: набурили скважин, провели трубопроводы, навезли воды, песка и химикатов, подключили насосы, и добыли газ. Перегнали его и продали. EROI целых 2. Или даже 3. А если для содержания хотя бы инфраструктуры и производства необходимых компонентов EROI должно быть 3? Или 4? Вот в чём опасность! Не получается нетто-энергии для дальнейшего развития экономики. Сейчас "лишние" EROI "берутся" от нынешних нефтяных гигантов и месторождений природного газа. А когда EROI там упадёт, куда бежать за помощью?

Низкий EROI это экономика уровня XVII-начала XIX веков, как на них содержать нынешние города с их населением?

Насчёт ГМО - практика критерий истины, если США до сих пор не показало снижения затрат в с/х (и это с их-то проблемами в энергетике, что аж сланцы бурят и битуминозные пески кипятят) в 3 раза, то вряд ли это достижимо. Это как про дизтопливо из водорослей или про мост через Берингов пролив, или про добычу платины на астероидах - все говорят, да говорят, но только толку ноль, одно бла-бла-бла.

По п. 2 - насчёт подкупа/разворовывания кредитов руководством стран, так это вопрос к элите каждой страны, народы никто никогда ни о чём не спрашивает. Народам придётся пожинать плоды не своих решений, и что, им должно быть от этого стыдно? Даже если так, покраснеют от стыда, что это изменит? Ничего.
Да и вообще, это вопрос философский, а тут про банальности речь, что кушать будем, где жить, на чём передвигаться.

По п. 3 - есть объективная реальность и интересы элит, которые руководят странами. Почему они так и не сработали на опережение, и мутят разные афёры, типа биотопливной или сланцевой, они правду не скажут. Возможно, что они не собираются облагодетельствовать всех, а только часть населения? Кто знает, возьмут остальных, и уконтропупят... Или просто всё пускают на самотёк, это удобно, не думать о будущем.

По п. 4 - да я вообще готов жить одним днём, и после нас хоть потоп, а кто-то другой задаёт вопросы: как будет жить мой ребёнок через 20 лет? Или так: хотя бы жить будет, на него хватит? Некоторые сами готовы прожить ещё лет 30-40, наверное, такие люди должны интересоваться, а что будет потом?

:)

1. Удельный расход энергии на 1 пищевую калорию сильно скачет в зависимости от того ЧЬИ это площади. У крыпных агрохолдингов есть ГМО-площади там падение с 10 до 3. Жизнь заставит если, истерики про ГМО закроются сами и практика их возделывания расширится.

Относительно падающего EROI в мировой экономике. Ну значит некоторые получат мощное СРАВНИТЕЛЬНОЕ преимущество ;) а некоторые жрать друг друга будут.

Насчет того откуда начинать считать EROI и где заканчивать, это тема большого и отдельного разговора. Ибо а - там много прикидок на глазок. Сам встречал разные статьи где разница в EROI по одним и тем же технологическим цепочкам была порядки!!! б - надо смотреть динамику энергоемкости по большим рядам данных. Есть страны где удельная энергоемкость тонны или квадратного метра стабильно летит вниз последние 20 лет. Та же Канада.

Тут надо отдельные посты клепать и давать ссылки на первоисточники. Обязательно в своем блоге это сделаю.

2. Ну значит "я этого достойна". Народ имеет то правительство, которое заслуживает. А правители обычно не с Марса, а проекция того самого народа вполне себе.

3. Работа очевидно ведется. Просто: а - не во всех странах, б - ее эффективность ограниченна бюрократическим аппаратом и его эффективностью, в - никто всех людей всей Земли спасать не собирается. г - в самом крайнем случае не всех своих то спасать будут. но это в самом крайнем.

Насчет работы на опережение, достаточно глянуть на китайцев или финнов. Там оооочень нудные и оооочень долгосрочные программы на 20-40 лет по обеспечению себя энергией.

По п.2 - Всё верно и плюс - вкладывать то сразу же придется не "условные обозначения $ США", а вполне конкретную энергию тех же нефти, газа и угля... которых от этого что? - гораздо быстрее станет соответственно меньше... и что? - потребуется дополнительное "утепление дома", т.к. в процессе утепления сами утепляемые стены "стали меньше держать тепло"...

Положительные обратные связи будут оставаться таковыми до тех пор, пока не изменятся на отрицательные (которые, собственно, и стабилизируют системы).

Извините, что несколько художественно и туманно )

  • 1