Сколько нужно бензина что бы заменить 2.5 тонны аккумуляторов?

Вернемся к пикойлу.

Не все осознают насколько много энергии хранит в себе нефть.

Что бы продемонстрировать энергетический потенциал нефти я воспользуюсь материалами недавней статьи с ойлдрама. Там Euan Mearns задается вопросом: как можно запастись энергией что бы обеспечить свой дом на время кратковременных сбоев в подаче электроэнеригии и/или газа.

За основу берется потребление типичным домом 30 киловат-час энерегии в день (причем не учитывается газ, который тратится на отопление). Задача: организовать хранилище энергии что бы обеспечить нужды дома на 3 дня без электричества от сети. Рассматриваются следующие варианты:

  1. Аккумуляторы. В целом, большие свинцовые аккумуляторы на каждые 25 килограмм веса и 0.013 кубических метра способны сохранить 1 киловат-час энергии. По стоимости получается 150$ за киловатт, таким образом что бы обеспечить потребление дома на 3 дня нужно аккумуляторов на 15 000$ (берем с немногим запасом т.к. аккумуляторы отдают заряд нелинейно). Плюс к этому добавляется еще необходимость обслуживания аккумуляторов, ограничение по количеству циклов перезарядки, необходимость замены их через примерно пять лет и утилизации старых. Вообщем, вариант конечно возможный, но проблематичный.
  2. Гравитация. Идея построить водонапорную башню, накачать туда воду насосом, а потом крутить генератор сливая воду. Нецелесообразно, потому что нужны колоссальные объемы воды и большиые высоты что бы сохранить значимое количество энергии. Например, пальчиковая батарейка содержит энергию равноценную потенциальной энергии 360 килограмм воды, поднятой на 3 метра.
  3. Маховик. Есть такой подход к запасу энергии: раскручиваем тяжелый маховик, который находится в закрытом корпусе, в вакууме. Так вот раскручиваем его до больших скоростей, таким образом он запасает кинетическую энергию, а когда она нам понадобиться, он может крутить генератор и вырабатывать электричество. Однако, это сложные конструкции (большие скорости вращения вынуждают постройку маховика с высокой точностью, что бы не было вибраций плюс требования к прочности корпуса что бы в случае чего не было маленького взрыва), которые проблематично установить дома. Кроме этого, стоимость такого маховика который покроет нужды дома на 3 дня составит примерно один миллион долларов.
  4. Сжатый воздух. Можно сделать гигантский, очень прочный баллон, накачивать туда воздух под давлением, а потом стравливать что бы он крутил турбину которая будет вырабатывать электричество. В принципе, возможный вариант, однако очень тяжелый. В буквальном смысле. Например только масса сжатого воздуха, будет составлять 2 тонны, не говоря уже о массе самого контейнера. Плюс к этому процесс сжатия воздуха, а потом получения электричества имеет не очень высокий КПД. Добавить к этому еще опасность от наличия большого баллона с давлением в 200 атмосфер и этот вариант тоже не выглядит привлекательным.

В принципе, единственным реальным и доступным вариантом из перечисленных выглядит опция с аккумуляторами.

А теперь, внимание, мы можем использовать бензиновый генератор с кпд 20% что бы обеспечить дом энергией на трое суток и для этого нам понадобиться всего лишь 45 литров бензина. Один полный бензобак типичной легковой машины.

Теперь, осозновая это можно снова взглянуть на проблему пик ойла под другим углом: человечеству сейчас доступен колоссально дешевый невозобновляемый источник энерегии, добыча которого рано или поздно пойдет на спад.

Чего вы не знали о пике нефти (Peak oil)

Нефть — царица полей

Наверное у многих из вас есть автомобиль, или вы ездите на маршрутках периодически. Маршрутки и автомобили ездят (пока) на бензине, который, сюрприз-сюрприз, производится из нефти.

Кроме этого по нефти вы ходите. Фактически в прямом смысле этого слова. Искусственный  асфальт на дорогах изготавливается из тяжелых фракций нефти.

Так же, вы едите нефть. В том смысле что из нефти делают удобрения для почвы, на которой растут наши продукты. Армия дотошных ученых с калькуляторами подсчитала, что в США на выращивание и доставку к потребителю 1 калории, тратится в среднем 10 калорий полученных из углеводородов.

Кроме перечисленного, нефть так же используется для изготовления

  • пластмасс
  • резины
  • растворителей
  • моющих средств
  • лекарств
  • косметики
  • смазочных материалов

Энергетический возврат инвестиций

При добыче нефти всегда следят за таким параметром, как «энергетический возврат инвестиций». Это отношение количества добытой нефти (энергетический эквивалент), к затраченной на добычу нефти (энергетический эквивалент). В далекие времена десятидолларовой нефти, это отношение было на небывалом уровне 1 к 50. То есть тратили один баррель нефти, чтобы добыть 50. Сейчас это отношение снизилось до… 1 к 5. На некоторых месторождениях оно еще ниже.

Когда отношение приближается к 1 к 1, то добыча нефти как основного источника энергии становится не рентабельным. И добычу прекращают. Именно отсюда растут «корни»  того, что месторождения вырабатываются на 20-30%. Дело в том, что нефть под землей находится под давлением, и когда бурят скважину, нефть сама выходит наружу под давлением. Со временем, это давление падает и нужно уже принимать усилия, то есть затрачивать больше энергии чтобы доставать нефть. Больше тратим энергии, меньше энергетический возврат инвестиций, ну а дальше вы знаете.

Иногда при добыче нефти под землю закачивают воду, это делают с целью повысить давление. Но воду качают не боги, а насосы, которым нужна энергия.

Пик нефти (Peak oil)

Нефть это одно из самых ценных невозобновляемых полезных ископаемых. То есть нефти в земле конечное количество. Если построить график добычи любого невозобновляемого полезного ископаемого, то этот график будет иметь пик. С какого то момента, объемы добычи будут неуклонно падать, и, что не маловажно, добыча будет требовать все больших затрат энергии.

Вот например график добычи нефти в США

Пик нефти в США

Красная линия это объем добычи нефти, голубая это объем импорта.

Любопытный читатель заметит, что происходит две противоположные тенденции: потребление нефти (импорт + добыча) растет, в то время как добыча нефти падает.

Давайте еще раз: нужно все больше и больше нефти, в то время как добывается все меньше и меньше.

Это и есть самый цимес пик ойла. После того как пик ойл наступит (а это только вопрос времени, необратимость его наступления не оспорить) мир будет разрываться между растущей потребностью в нефти и падающей добычей.

И миру придется измениться, чтобы выжить.

Продолжение следует.