Energy in Future 
 
Dr.-Ing. Dieter Bokelmann - Facts Climate Change & Renewable Energy - Fakten Klimawandel & Erneuerbare Energien - Energie in der Zukunft - Energy Consulting

Решение

Решения по нейтральной к CO2 выработке первичной энергии, показанные в резюме для мира и Германии, труднореализуемы по двум причинам. Во-первых, глобальная координация между собой не работает. Это обязательное условие. Потому что есть страны, которые не имеют достаточной площади для производства достаточного количества зеленой энергии с помощью солнца и ветра. И другие, которые могут производить больше, чем им нужно. Поэтому необходимо организовать распределение. Это будет иметь лишь частичный успех в краткосрочной перспективе. Во-вторых, нынешние инвестиции в солнечную и ветровую энергетику придется увеличить в разы.

На рисунке ниже, во-первых, решение - это мир. Теоретически, а также практически, возможно производство первичной энергии без выбросов CO2. Однако с учетом вышеуказанных ограничений.

Во-вторых, показано решение для Германии. Самодостаточное производство энергии невозможно из-за недостатка площади, показанной слева (20,84% площади Германии с учетом коэффициента 1,2 для шельфа). Возможный вариант показан, представление справа. Здесь около трети необходимой первичной энергии вырабатывается с помощью солнца и ветра. Площадь, необходимая для этого, составляет примерно 150 км на 150 км.

Остальные две трети вырабатываются с помощью газовых турбин, работающих на зеленом водороде или топливе. В качестве альтернативы можно также использовать небольшие атомные электростанции. Ожидается, что обе электростанции будут вырабатывать по 400 МВт на станцию. Предполагается, что площадь, необходимая для одного завода, составляет 1 кв. км. В Германии насчитывается около 670 электростанций различных типов. Взамен потребуется построить около 600 новых заводов. Некоторые из существующих газовых турбин, безусловно, могут быть переоборудованы. Общая площадь, необходимая для этих заводов, составляет всего 25 на 25 км. Площадь, необходимая для производства этого вида энергии, составляет всего около 1% от площади, необходимой для производства энергии солнца или ветра. Кроме того, около 65 миллионов тонн водорода (или аналогичного топлива) все еще необходимо импортировать. С одной стороны, водород (или аналогичное подходящее экологически чистое искусственное топливо) используется для работы газовых турбин. С другой стороны, для промышленности (например, сталелитейные заводы) и тяжелого транспорта (грузовики и, возможно, автобусы). Задача состоит в том, чтобы организовать импорт такого количества искусственного топлива, заключить контракты с подходящими странами и передать ноу-хау.

Импорт 65 миллионов тонн водорода (или аналогичного топлива) является сложной задачей. Не только импорт должен быть реализован. Хранение, распределение и применение также должны работать. Однако сегодня Германия импортирует еще более 65 миллионов тонн нефти, угля, природного газа. Затем эти объемы больше не нужны.

Требуемая площадь на рисунке больше, чем рассчитанная на других листах. С одной стороны, это связано с тем, что энергобаланс все еще может быть оптимизирован. С другой стороны, не требуется 100% первичной энергии. Это связано с тем, что электромобили и т.д. гораздо эффективнее двигателей внутреннего сгорания. Это учитывается на других страницах.

Данные для рисунка приведены в таблице рядом с ним. 

Есть три аспекта, которые необходимо учитывать при работе со сценариями.

Аспект 1: На странице "Таблицы и пояснения и компактные данные" было объяснено, что нам потребуется значительно увеличить текущие инвестиции в солнечную и ветровую энергию. В 15 раз, фактически, чтобы достичь производства энергии без выбросов CO2 за одно поколение. Теоретически это возможно, но ресурсов нет 41). Задача состоит в том, чтобы найти ресурсы для ускоренного наращивания мощностей "зеленой" энергетики. Это должно быть достигнуто за счет повышения эффективности и совершенствования технологий. Если эту проблему не удастся решить, то недостающая доля "зеленой" энергии в принципе может быть получена только с помощью атомных электростанций. Однако по возможности этого следует избегать. 

Аспект 2: Даже если удастся достичь CO2-нейтральности за одно поколение, содержание CO2 в атмосфере, увеличившееся к тому времени, сохранится. Это, конечно, также означает, что снижение температуры, которое уже произошло, будет продолжаться. Чтобы достичь уровня 1900 года, этот показатель должен быть снижен примерно на треть. Это одна треть от примерно 800 гигатонн CO2 42). Это 264 гигатонны CO2. Это эквивалентно 72 гигатоннам углерода. Предполагается 1 кубический метр древесины для среднего дерева (DxL=0,3мx10м). На один кубический метр принимается одна тонна веса. Тогда дерево накапливает полтонны углерода 43). Для хранения такого количества углерода необходимо посадить около 200 миллиардов (10^9) деревьев. Тогда уровень CO2 1900 года был бы снова достигнут 45), а именно около 300 ppm вместо 425 ppm. Для сравнения, в настоящее время в мире насчитывается около 3 триллионов (10^12) деревьев диаметром более 10 см. Это 3000 миллиардов деревьев 44).

Аспект 3. Фактически, в мире потребление энергии возрастет еще больше. Надеемся, что ядерный синтез станет реальностью в ближайшем будущем 45) 46). Но даже это не позволит обеспечить бесконечный рост на конечной планете. Переселение на подходящие планеты во Вселенной навсегда останется научной фантастикой. Если не будет инвестировано достаточное количество мощностей "зеленой" энергии, не исключено 6-е массовое вымирание на этой планете 47). Кроме того, население планеты должно не продолжать увеличиваться, а лучше уменьшаться. Необходимо изменить поведение потребителей, включая потребление мяса. Последние два требования, однако, достаточно хорошо известны. 

Please send a link of this site to good colleagues and friends of you, thank you.