Сланцевый Газ/Нефть будущее энергетики? Часть 1.

[Олег Иванов]

Вот хороший график о том какие выбросы были и стали. Позволяет задуматься где меры принимались на эту тему. Конечно Индию и Китай как emerging markets, надо рассматривать отдельно. А вот стравнение Germany, UK, USA вполне кое о чем говорят. Особенно на душу населения.

Как я понял, это не на душу, а на вырабатываемый продукт. Как и следовало ожидать, улучшения у всех.
Больше всех, как и ожидалось, молодцы немцы (хотя не отраженные япы могли их и переплюнуть). Китай вовсе не так хорош (но это 2005, по идее в последние годы должен был быть резкий рывок). Ну и, имхо, выбросы сажи менее опасны, чем двуокиси серы. Пыль, она и есть пыль. Что сажа, что любая другая. Неприятно, но в природе ее все равно дофига. А 2000-й давно минул. Американцы, как и следовало ожидать, не впереди планеты, но что-то все равно делают и улучшают.

[AverageMan]

Вот хороший график о том какие выбросы были и стали. Позволяет задуматься где меры принимались на эту тему. Конечно Индию и Китай как emerging markets, надо рассматривать отдельно. А вот стравнение Germany, UK, USA вполне кое о чем говорят. Особенно на душу населения.

Как я понял, это не на душу, а на вырабатываемый продукт. Как и следовало ожидать, улучшения у всех.
Больше всех, как и ожидалось, молодцы немцы (хотя не отраженные япы могли их и переплюнуть). Китай вовсе не так хорош (но это 2005, по идее в последние годы должен был быть резкий рывок). Ну и, имхо, выбросы сажи менее опасны, чем двуокиси серы. Пыль, она и есть пыль. Что сажа, что любая другая. Неприятно, но в природе ее все равно дофига. А 2000-й давно минул. Американцы, как и следовало ожидать, не впереди планеты, но что-то все равно делают и улучшают.

[AverageMan]

Как я понял, это не на душу, а на вырабатываемый продукт.

Там где "per capita" думаю все же на душу. Иначе бы получилось что Индия впереди планеты всей в энергетике. В чем я сомневаюсь.

[Олег Иванов]

Там где "per capita" думаю все же на душу. Иначе бы получилось что Индия впереди планеты всей в энергетике. В чем я сомневаюсь.

Могут вообще ошибки быть в этих диаграммах - источник надо перепроверять. Но в принципе лидерство Индии с ее высокой долей ручного труда, всяких аутсорсеров и теплого климата при низком энергопотрнблении и нищенском уровне жизни не так уж и невозможно выглядит.

В общем то эта тема немножко офтопик

[VladG2]

Per capita. это вежливый способ сказать на рыло. т.е. в абсолютном обьёме мы гадим меньше чем Китай, но на каждого отдельного жителя гораздо больше. Я думаю это не нормально. Наличие огромного количества электростанций на угле это основная причина. То что станции вынесены за территории городов создаёт эффект как бы всё нормально.

Сейчас уголь замещается газом, падают обьёмы на ж.д. потому как перевозки угля это очень большой оборот. Углекопы взывают Ромни помочь, он вроде не против.

[VladG2]

Per capita. это вежливый способ сказать на рыло. т.е. в абсолютном обьёме мы гадим меньше чем Китай, но на каждого отдельного жителя гораздо больше. Я думаю это не нормально. Наличие огромного количества электростанций на угле это основная причина. То что станции вынесены за территории городов создаёт эффект как бы всё нормально.

Сейчас уголь замещается газом, падают обьёмы на ж.д. потому как перевозки угля это очень большой оборот. Углекопы взывают Ромни помочь, он вроде не против.

http://data.worldbank.org/indicator/EN.ATM.CO2E.PC

[Leonid_V]

Тепловой насос требует обмена энергией с каким то внешним источником. Обычно это грунт, у которого теплопроводность и теплоемкость ограничены. Чтобы он справился с отоплением, скажем бунгало на 300 м2, под землю надо уложить несколько десятков, а то и сотен метров труб, обеспечивающих теплообмен с большими массивами грунта.

Вы ошибаетесь.
Обмен энергией происходит не с грунтом (хотя такое возможно, но очень дорого. Для крупного учреждения, например госпиталя в котором работаю именно геотермию выбрали, как решение, потому что госпиталь огромный), а вовсе даже с воздухом.

Соответственно в это время все равно придется иметь резервный отопитель на горючем или электричестве.

Да, у Вашего покорного слуги имеется электрическое отопление тож. Оно не включается пока температура за бортом не упадет ниже минус 25С. И это у меня еще не на углекислом газе система (до нас они почему-то пока не доехали. Те вообще до минус 30)

Сроки окупаемости - десятилетия,

В суровом квебенском климате срок окупаемости (на фоне социалистических тарифов за электричество) действительно лет 15. Правда все эти годы Вы имеете кондиционер, так что если вынуть из затрат летнее охладительное потребление, то окупаемость отопительная, даже при наших тарифах не такая уж длительная.
Изначальный посыл был про политическое решение о субсидировании установки воздушных ТП (не путать с геотермией) в домах. Впрочем если принять соответствующую программу, и дать ей государственную поддержку, то цены и без субсидий упадут.

Куда выгоднее теплонасосов сначала потратиться на хорошее утеплять строений и системы рекуперирации тепла из воздуха вентиляции для доведения домов до высокого звания "пассивный".

попробуйте утеплить дома в Париже например
восемнадцатый век не утепляется

[Олег Иванов]

Вы ошибаетесь.
Обмен энергией происходит не с грунтом (хотя такое возможно, но очень дорого. Для крупного учреждения, например госпиталя в котором работаю именно геотермию выбрали, как решение, потому что госпиталь огромный), а вовсе даже с воздухом.

Я спутал с генераторами энергии, работающими на разнице температур (как, например, двигатели Стирлинга). Тепловой же насос по принципу кондиционера сам потребляет кучу энергии. Кондиционеры - ладно ( закон термодинамики не обойдешь). Но пытаться еще больше охладить забортный воздух зимой, чтобы поднять температуру в доме - это разве не более энергоемкая задача, чем без заморочек тратить эту энергию внутри отапливаемого помещения

Да, у Вашего покорного слуги имеется электрическое отопление тож. Оно не включается пока температура за бортом не упадет ниже минус 25С. И это у меня еще не на углекислом газе система (до нас они почему-то пока не доехали. Те вообще до минус 30)

Вы бы ссылочку на свой агрегат дали, а то я, похоже, не понимаю о чем речь

Правда все эти годы Вы имеете кондиционер, так что если вынуть из затрат летнее охладительное потребление, то окупаемость отопительная, даже при наших тарифах не такая уж длительная.

Теперь понимаю еще меньше

Изначальный посыл был про политическое решение о субсидировании установки воздушных ТП (не путать с геотермией) в домах. Впрочем если принять соответствующую программу, и дать ей государственную поддержку, то цены и без субсидий упадут.

Имхо, политическая воля в стимулировании лучшей теплоизоляии и рекуперации в холодных зонах была бы эффективнее

попробуйте утеплить дома в Париже например
восемнадцатый век не утепляется

Дома с исторической лепниной на фасадах - да. Хотя, насколько знаю, как раз в Париже в последние годы была произведена почти полная реставрация фасадной лепнины заменой ее на скорлупы из стеклофибробетона. При этом вполне можно было добавить слой утепления. И то, что это не было сделано говорит лишь о весьма теплом климате - просто нет смысла. В остальном же жилье, которое почти все является в мире новоделом, утепление добавляется на раз. Кстати, судя по тому, как утепляют дома в Канаде, канадский теплотехнический код существенно уступает российскому (или может средние температуры отопительного сезона сильно выше российских. Хотя, помню, в какой-то из холодных месяцев в Онтарио у меня на отопление дома ушло более Км3 газа за месяц.

[Leonid_V]

http://www.mitsubishielectric.ca/en/hva ... Spec01.pdf
Охлаждающие характеристики (EER и SEER) нас сейчас не интересуют, хотя они очень хорошие
интересует HSPF
для примера
Avg COP = Heat transferred / electrical energy supplied = HSPF * 1055 J/BTU / 3600 J/watt-hour = 0.293 HSPF
т.е 10.6 это 3.1 (это означает, что на один ватт Вы получите в 3.1 раза больше тепла по сравнению с классическим резистором)
но это средняя температура по больнице. В Европейском климате экономичность ТП значительно выше, т.к. наших морозов у них просто не бывает (вернее бывают, но очень-очень редко)
И это не лидер рынка. SANYO (и другие) уже сейчас делает системы на углекислом газе, как хладагенте с COP выше 4.
Комбинированная система (гор. вода в бак + воздух в систему центральной вентиляции дома ... частного отдельностоящего, с многоквартирными эффективность должна быть еще выше) может очень-очень сильно сократить затраты на обогрев.
Допустим что подобная система обойдется владельцу дома в 10.000 евро (цифра немного с потолка. т.к. маркетингом ТП не занимаюсь ). А вот утеплить дом за 10.000, особенно если это семейное, с ХІХ века владение, Вам ну никак не удастся. Американские курятники еще можно утеплять, но тоже после постройки это безумные деньги.
Принять на политическом уровне решение: “ТП — наше всё!“ просто и реально. В Вашем доме за частично субсидированные 10.000 денек побегают рабочие. Утепление это бесконечный ремонт за запредельные деньги. Кроме того утепление не решает проблему кондиционирования, а ТП ея решает. Кроме того утепление не дает Вам горячей воды, а ТП дает, и мало того, что дает, так еще и в теплый сезон даёт это вообще с фантастической эффективностью. А в прохладной просто сильно эффективнее электричества.
И это не говоря об экологической и политической (снижение зависимости от поставщиков вне ЕС) стороне вопроса

Разумеется все эти рассуждения имеют смысл, когда газ имеет высокую цену в долларах и полит-“прогибах“
При дешевом газе и лояльном поставщике нет проблем вообще, кроме экологии, на которую наплевать куда проще, втолковав населению, что, например, герань на окошке потребит весь углекислый газ. Все поставят герань и с чистой совестью сядут к телевизору.

[Олег Иванов]

Почитал я немножко про тепловые насосы. Самые лучшие достигают к-та 5, что в принципе уже немножко преемлимее отопления, но не настолько уж сильно.

Но давай посчитаем:

Теплонасосы приводятся в действие электроэнергией. Чтобы ее произвести, нужно сжечь теплоноситель (мазут, уголь, дрова...), примем условно тот же газ. Тот же цикл Карно дает на этом процессе не выше 40%. Правда, на современных крупных ТЭС выхлоп направляют в паровую машину и достигают КПД 55%. Но это довольно большие, сложные и дорогие станции, к оторые в каждую деревню не поставишь. Значит дальше эту энергию надо еще развести по сети, где потери составят более 10%.
Итак Квтч энергии из газа добирается до теплового насоса у потребителя в лучшем случае в виде 0.4 квтч. В тепловом насосе с к-том 4 (не знаю их цену, но как понимаю на сегодня это лучший показатель для тиражных продаваемых машин). Т.е. из этих 0.4 получается 1.6 квтч в виде тепла, распределенного по дому.
Если же доставить тот газ в дом и просто сжечь его - получишь из него на самом простейшем и дешевом оборудовании более 90% в виде тепла (немножко в трубу уйдет). Доставка газа потребителю, конечно, тоже стоит. Но перекачка энергии в виде газа (сопротивление в трубах) ощутимо дешевле суммарно, чем в виде энергии. И вполне можно посчитать полезное тепло в виде 0.9квт.
Итак, Вышеизложенные прикидки дают соотношение 0.9 против 1.6 в пользу тепловых насосов. Разница есть, но не в разы. Причем в этих расчетах для тепловых насосов взят практически теоретический предел.

В реальности в рассчеты должно быть включено масса других параметров, таких, как плотность населения в регионе, стоимость создания и обслуживания трансформаторных и компрессорных подстанций и т.п. Что-то мне подсказывает, что при централизованном проталкивании идеи тепловых насосов, на окупаемость она выйдет где то в периоды многих десятилетий, да и то при цене топлива за btu на уровне сегодняшней газпромовской или выше. И не гарантировано, т.к. рассчеты будут в предположениях себестоимостей, не все из которых сегодня просчитываются точно и надежно, ибо меняется структура потребления материалов и техники, некоторые из которых могут оказаться при росте тиражей в зоне естественного дефицита, а значит возрастут в цене.

Мне все же представляется, что оптимизировать надо где-то в зонах "золотых середин" (по крайней мере для регионов с низкой плотностью населения). Т.е. например, вместо больших централизованных ТЭС ставить небольшие станции на населенный пункт, которые использовать и как котельные, и как генераторы электроэнергии (в общем то эта разумная стратегия была реализована во многих местах СССР). В этом случае дистанции доставки теплоносителя и электроэнергии (а значит и потери при транспортировке) будут невелики, а опт будет достаточно велик, чтобы снизить себестоимость инвестиционных вещей (теплосети и электропроводка, здания ТЭЦ и их оборудование, зарплатная часть обслуживания и пр.). Важно искать также оптимальные аккумуляторы уже преобразованной энергии (механика, химия и пр, что дает кпд выше 0.8 ), т.к. не всегда получается эффективно подссоединится к централизованой энергосистеме для демпфирования скачков потребления электроэнергии (с тепловой проще - аккумуляторы тепловой энергии, то бишь энтропии, недороги в производстве и весьма эффективны при длительном хранении). Задачу действительно надо решать централизованно по человечеству, но вот упираться невзирая на трудности и противоречия только в один способ решения проблемы - не уверен.

[Leonid_V]

Тот же цикл Карно дает на этом процессе не выше 40%.

да ...
слона-то я и не приметил.
действительно из-за того что газ в электричество и напрямую в тепло превращается с сильно разной эффективностью “панацейность“ ТП для отопления падает до уровня хоть и хорошего, но далеко не сногсшибательного. Особенно в крупных городах, где высокая концентрация населения и доставка газа — не проблема.
И тем не менее есть один очень важный момент — ТП это независимость. Что бы не случилось у одного из поставщиков (а то и у двух) твоя страна не замерзнет при “страшных“ морозах градусов этак в минус 10. Соответственно возможностей для полит-шантажа резко убывает.

для тепловых насосов взят практически теоретический предел.

ммм ...
мы уже говорили, кажется, про это.
Тепловой насос (в теоретическом пределе) может использовать какой-нибудь жидкий азот, а не фреон/углекислый газ и работать не только как генератор тепла, но еще и электричество генерировать. Прямо “из воздуха“. От минус 196 до плюс 20 достаточно энергии ...
Но это в теоретическом пределе.

[Олег Иванов]

И тем не менее есть один очень важный момент — ТП это независимость. Что бы не случилось у одного из поставщиков (а то и у двух) твоя страна не замерзнет при “страшных“ морозах градусов этак в минус 10. Соответственно возможностей для полит-шантажа резко убывает.

Рассчеты бы авторитетные. Боюсь, что эта независимость может обойтись в такие инвестиции, что сначала бюджет по миру пустят. При этом энергоносители то все равно будут нужны, пусть и в меньших количествах. С другой стороны, диверсификация поставок, самой структуры энергосистемы по разным топливам, создание разветвленной и емкой системы хранения запасов топлив представляются много более дешевыми шагами в обеспечении энергобезопасности. Особенно на том фоне, что оракулы разделены во мнениях и многие предсказывают значительное снижение цен.

для тепловых насосов взят практически теоретический предел.

ммм ...
мы уже говорили, кажется, про это.
Тепловой насос (в теоретическом пределе) может использовать какой-нибудь жидкий азот, а не фреон/углекислый газ и работать не только как генератор тепла, но еще и электричество генерировать. Прямо “из воздуха“. От минус 196 до плюс 20 достаточно энергии ...
Но это в теоретическом пределе.

Теоретический предел я подразумевал все же при использовании практически возможных технологий. Сегодня никто криогенную технику не рискнет пускать в массовое бытовое использование - слишком опасно. И, боюсь, никогда не рискнет. Тем более, что есть пока решения и получше и попроще (то же утепление). Может, когда в совершенстве отработают массовые авто на сжиженном метане\водороде, начнут пытаться внедрять криогенку и в частных жилищах. Но пока об этом рано говорить.

[Leonid_V]

Рассчеты бы авторитетные. .

тут я сразу оговорился: дилетант и рассуждаю “лежа на диване“
Просто когда рынок сам-по-себе (мммм... не совсем, в США есть субсидии в виде возврата из налогов) сам выбирает “пепси-колу“ тепловых насосов, значит это выгодно. Говорил с мужиками в телогрейках, что ставили агрегат. С их слов спрос в последние годы, даже в Квебеке, при смешных тарифах на электричество растёт со страшной силой. И предложение подстраивается. Прогресс в эффективности колоссальный (с их слов). Совсем недавно эти ТП при минус 5 уже не грели. А сегодня есть на рынке варианты и до минус 35 (правда, там, говорят два компрессора, дорого, ломко итд).
Одним словом раз звезды зажигают, значит это кому-то нужно.

Теоретический предел я подразумевал все же при использовании практически возможных технологий.

да и на углекислоте от -57 до плюс 10 тоже достаточно энергии можно извлечь. А минус шестьдесят это не Бог весть какая крио. Морозильники бытовые бывают с такой температурой.

[VladG2]

Рассчеты бы авторитетные. .

тут я сразу оговорился: дилетант и рассуждаю “лежа на диване“
Просто когда рынок сам-по-себе (мммм... не совсем, в США есть субсидии в виде возврата из налогов) сам выбирает “пепси-колу“ тепловых насосов, значит это выгодно. Говорил с мужиками в телогрейках, что ставили агрегат. С их слов спрос в последние годы, даже в Квебеке, при смешных тарифах на электричество растёт со страшной силой. И предложение подстраивается. Прогресс в эффективности колоссальный (с их слов). Совсем недавно эти ТП при минус 5 уже не грели. А сегодня есть на рынке варианты и до минус 35 (правда, там, говорят два компрессора, дорого, ломко итд).
Одним словом раз звезды зажигают, значит это кому-то нужно.

Теоретический предел я подразумевал все же при использовании практически возможных технологий.

да и на углекислоте от -57 до плюс 10 тоже достаточно энергии можно извлечь. А минус шестьдесят это не Бог весть какая крио. Морозильники бытовые бывают с такой температурой.

Леонид,

очень интересно, а как на англ. эти тепловые насосы называются? У нас в Калифорнии я ничего подобного не слышал. Хотя там где я живу в худшем случае бывают ночью заморозки. Наверняка он особенно не нужен.

[Олег Иванов]

Рассчеты бы авторитетные. .

тут я сразу оговорился: дилетант и рассуждаю “лежа на диване“

В этом и я ничем не лучше...

Просто когда рынок сам-по-себе (мммм... не совсем, в США есть субсидии в виде возврата из налогов) сам выбирает “пепси-колу“ тепловых насосов, значит это выгодно. Говорил с мужиками в телогрейках, что ставили агрегат. С их слов спрос в последние годы, даже в Квебеке, при смешных тарифах на электричество растёт со страшной силой. И предложение подстраивается. Прогресс в эффективности колоссальный (с их слов). Совсем недавно эти ТП при минус 5 уже не грели. А сегодня есть на рынке варианты и до минус 35 (правда, там, говорят два компрессора, дорого, ломко итд).
Одним словом раз звезды зажигают, значит это кому-то нужно.

Ну вот тарифами на электроэнергию и стимулируют, например. Себестоимости - штука весьма условная. Причем не только налогами они регулируются. Используя какой то ресурс мы часто оставляем проблему для будущих поколений. Тут и предсказывать тяжело. Какая то проблема может наоборот оказаться бонусом при тех технологиях, которые мы сегодня даже предвидеть не можем.

Думаю, что правительства опираются на анализы и обзоры вполне себе сведующих аналитиков и экспертов, старающихся учитывать в рассчетах максимальное количество факторов. И если туда попадают не совсем уж бессовестные подонки или вредители, то у них не так много свобод принять совсем уж некомпетентные решения. Эксперты, обычно, предоставляют рассчеты по нескольким возможным стратегиям со всеми про и контра на весах. Если правители примут совсем уж некомпетентное решение, протеворечащее даже самым мягким рекомендациям и не подкрепленные логичными доводами, те эксперты даже в довольно тоталитарных обществах делают утечки в массы своих критических мнений. Не думаю, что так уж там все запущено.