Главная  Взрывная дейтериевая энергетика 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 [ 65 ] 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

т затрат на паротеп-ш тепла (см. рис. 7.6) i выгоды необходимо 1ри этом оказывается, пьших (несколько ты-

в наших оценках вы-вольт. А только такая иях транспортировки

юрых является произ-гоплива сбрасывается хот в виде низкотем-гся конденсационные горых образуется низ-)рах, в полтора - два

[а рис. 7.5. Теплоснаб-лива осушествляются эго теплоносителя па-ополнительного тепла >щностью 30 ГВт при-

гктроцентрали (ТЭЦ), охлаждается до срав-

I температурой Г^ух, например, для синте-) П-образной, не тре-епла в механическую

(7.12)

яектроэнергии мень-

\5 °С (800 К) и на вы-.5 %. Такой КПД для электроэнергии в об-века более 17...20 %. правив потребителям охлаждая им рабочее

т

тело турбины и основной теплоноситель. Но летом, когда расходы на теплоснабжение снизятся, охлаждение рабочего тела турбины станет проблемой, излишнее тепло потребуется сбросить . По этой причине П-образная схема применяется редко, ТЭЦ работают обычно по комбинированной схеме, сбрасывая хотя и меньше, чем КЭС, но все-таки довольно много тепла.

Как использовать тепло? Напомним, что земная поверхность получает от

Солнца Wg =10 Вт энергии. Средняя ее плотность wg -250 Вт/м^. Если температура Земли не изменяется, она ровно столько же излучает. Часто возникает вопрос о допустимом пределе искусственного энергопроизводства на планете. Не перегреет ли ее эта дополнительная энергия?

Если производить на планете VK, ==10 Вт, то каждый квадратный метр ее

поверхности будет излучать дополнительно IVgj, == 0,20 Вт/м . При этом необходимо, чтобы температура поверхности Земли, исходя из закона Стефана - Больцмана, повысилась бы на

АГ, ==Гс = 0,06 К,

где = 300 К - средняя температура поверхности Земли.

(7.13)

Но если учесть теплоемкость мирового океана, то при мощности 10 Вт ежегодное прирашение температуры составило бы ~3 10 К, то есть время установления новой температуры составило бы более двух веков.

Оценки глобального потепления из-за загрязнения атмосферы так называемыми парниковыми газами на сегодня дают величину ATjapj, =0,5 °С . Таким

образом, опасаться перегрева планеты от дейтериевой энергетики не следует. Наоборот, замена углеводородного топлива ядерным замедлит парниковый эффект. Кстати говоря, теплоемкость океана сдвигает во времени достижение максимального нагрева и от парникового эффекта. Поэтому достигнутое сегодня ATjjgp = 0,5 °С - скорее всего, только начало.

Вместе с тем, локальные перегревы отдельных участков суши даже при уровне мировой энергетики -10 Вт существуют. Дело в том, что значительная

часть тепла, производимого на планете искусственно, сбрасывается в реки, озера, пруды. Их же, по сравнению с водами мирового океана, совсем немного, например, реки переносят -7000 км/год [9]. Нетрудно подсчитать, что такое количество воды энергетика в Ю^Вт могла бы нагреть и на -100 К/год. Этого, конечно, не произойдет: за год у проточных вод будет возможность обменяться теплом с окружающей средой. Но реки, не замерзающие зимой на протяжении десятков километров - обычное явление, если в эту реку сбрасывается тепловые отходы .



Впрочем, человечество спокойно воспринимает концентрацию тепла на бытовом уровне, а не при обсуждении вопросов охраны окружающей среды. Например, Москва поглощает и отдает дополнительно к природной энергии

(солнечной,-250 Вт/м ) 10...20 Вт/м (в зависимости от времени года) энергии цивилизации . Но экологи закрывать Москву не предлагают. Внутри зданий, площадь которых приблизительно равна полной площади, занимаемой городом, поддерживается температура на 30...50 °С (зимой) более высокая, чем снаружи.

Но в конце концов вся энергия, переданная в жилые и производственные здания, должна выйти (через стены, окна, с потоками воздуха и воды в канализационные трубы и т. д.) на поверхность, занимаемую городом; с этой поверхности она должна излучиться либо нагреть воздух, который с ветровым потоком перенесет ее на окружающую территорию. Для того, чтобы отдать эту дополнительную энергию, территория, с которой она рассеивается, должна иметь несколько более высокую температуру, чем прилегающая область.

Для очень больших территорий (или при отсутствии ветра) дополнительный нагрев будет близок к определяемому по выражению (7.13). Но если между источником энергии и атмосферой поставить теплоизолятор, под ним можно получить и на порядок большую температуру, как в городских квартирах. По приведенной схеме можно попытаться создать тепловой оазис, пригодный для производства дополнительной сельхозпродукции. При достаточно хорошей теплоизоляции десяток гигаватт низкотемпературного тепла могли бы позволить получить зимний урожай на площади в -1 млн га (площадь Москвы). Например, можно получать 4.. .5 млн тонн дополнительного зерна ежегодно.

Эффективность вложения энергии в такой капитальный тепловой оазис была бы около 0,3...0,5 т зерна в год на киловатт низкотемпературного тепла (энергостоимость зерна 2...2,5 кВт год/т). Но капитальные затраты на теплицу, производящую зерно круглогодично, вероятно, слишком велики.

Можно предложить много вариантов обустройства теплового оазиса, в кото-

ром за счет низкотемпературного тепла, вьщеляемого с плотностью 25...50 Вт/м , можно поддерживать среднюю температуру на 3...10 °С выше температуры окружающей среды, Возникает вопрос о возможной эффективности теплового оазиса в реальных условиях постоянно меняющейся погоды в разных областях. Проблемы производства биомассы на сбросах тепла давно изучают ученые лаборатории возобновляемых источников энергии МГУ [81]. Наверное, им удастся сделать более квалифицированные оценки.

Возможен другой вариант использования низкотемпературного тепла - создание водяных оазисов в теплых местах, страдающих от засух.

Согласно данным Лестера Брауна, на дальнейшие успехи зеленой революции надежды нет [5]. Более того, в результате истощения плодородия почв средняя урожайность в мире падает. Одновременно с изъятием земель из сель-хозпроизводства и увеличением численности населения это уже к 2000 году поставило на грань голодной смерти 1,2 миллиарда человек. Появление еще 2 миллиардов человек к 2020 году практически неизбежно. Чем их кормить?

Для произволе] воды [5]. Земель, гд Современные опрес го почти низкотемп и не на самые худи ды) окажется 12...] вок и транспортиро

Например, ctoj

энергии и -12 ГВт воды. Две трубы т] транспортировать т вод составят -100 i зерна. Этими затрат опреснение, но тол и характерно для К1 Отметим, что г на Африканском п проводов, идущих I тивность использов ниже.

7.3.7. Законы а

В середине X} некие экономическ! По сути, из курса г законы сохранения, гое. Это что-то в игры , которые ней тезис пропагандирс правил игры над ные ли по сути?) CN

В чем опасное! еще довольно мног обратной. Значит, п малая часть обитат( несмотря ни на как вета на вопрос, чтс ность ресурсами ст чают просто: Рынс

Исходя из закс неэквивалентный с недостаток ресурсо



итрацию тепла на бы-окружающей среды. К природной энергии

ремени года) энергии 1гают. Внутри зданий, занимаемой городом, ысокая, чем снаружи, троизводственные зда-la и воды в канализа-м; с этой поверхности овым потоком перене-ь эту дополнительную шеть несколько более

етра) дополнительный Но если между источ-, ним можно получить ирах. По приведенной 1ЫЙ для производства й теплоизоляции деся-ггь получить зимний ямер, можно получать

ный тепловой оазис гемпературного тепла е затраты на теплицу, лики.

нового оазиса, в кото-

юстью25...50 Вт/м^, ше температуры окру-эсти теплового оазиса X областях. Проблемы 1еные лаборатории во-удастся сделать более

ературного тепла - от засух.

;хи зеленой револю-шя плодородия почв [тием земель из сель-S уже к 2000 году по-1оявление еще 2 мил-[X кормить?

Для производства тонны зерна на теплых сухих почвах требуется -1000 тонн воды [5]. Земель, где много тепла, но практически нет пресной воды, еще много. Современные опреснительные установки требуют для своей работы не очень много почти низкотемпературного тепла. Если ориентироваться не на рекордные, но и не на самые худшие установки [82], энергостоимость зерна (точнее 1000 т воды) окажется 12... 15 кВт год/т, без учета стоимости опреснительных установок и транспортировки.

Например, стоящий на берегу моря КВС, производящий -30 ГВт первичной

энергии и -12 ГВт электроэнергии, может одновременно опреснять -50 м /с воды. Две трубы трехметрового диаметра способны без больших энергозатрат транспортировать такое количество воды на -500 км. Затраты на такой водопровод составят -100 тыс. тонн стали, или около 70 кг стали на ежегодную тонну зерна. Этими затратами можно пренебречь по сравнению с затратами энергии на опреснение, но только при больших количествах транспортируемой воды, что и характерно для КВС.

Отметим, что приведенные выше оценки справедливы для КВС, например, на Африканском побережье. Для засушливых регионов, доступных для водопроводов, идущих из России (побережья Азовского или Черного морей), эффективность использования низкотемпературного тепла для опреснения воды будет ниже.

§ 7.3. Экономика КВС

7.3.1. Законы сохранения, правила игры , энергетические деньги

В середине XX века в нашей стране пытались доказать, что существуют некие экономические законы, отражающие объективные потребности общества. По сути, из курса политэкономии следовало, что экономика - как бы и просто законы сохранения, известные в естествознании, но и одновременно что-то другое. Это что-то в 1990-х годах стали именовать довольно откровенно: правила игры , которые неизменны для всех, кто считает себя рыночником. Сначала этот тезис пропагандировала радиостанция Свобода . Но к 2000 году приоритет правил игры над законами сохранения стали отстаивать и многие (отечественные ли по сути?) СМИ России.

В чем опасность правил ? Они создавались в момент, когда ресурсов бьшо еще довольно много, а потребителей их - мало. Сейчас ситуация становится обратной. Значит, потреблять ресурсы в потребном количестве сможет только малая часть обитателей планеты. Часть эта будет катастрофически уменьшаться, несмотря ни на какие финансовые ухищрения. Законы сохранения требуют ответа на вопрос, что делать с большей частью населения, у которой обеспеченность ресурсами столь же катастрофически уменьшается. Правила игры отвечают просто: Рынок отрегулирует, если будете соблюдать правила .

Исходя из законов сохранения, механизмом регулировки может быть либо неэквивалентный обмен, либо техническое решение, позволяющее заменить недостаток ресурсов. О замене ресурсов и пишется эта книга.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 [ 65 ] 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов