МЕТЕОФОРУМ: форум о погоде и климате

Климат и рекорды погоды => Общий раздел о климате => Тема начата: Coltan от 24 Май 2022, 23:41:45

Название: Цивилизационный переход, альтернативная энергетика и климат
Отправлено: Coltan от 24 Май 2022, 23:41:45
В свете событий, происходящих в последние 2 с половиной года, и последние 3 месяца в частности, многие задаются вопросом: почему так много возмущений происходит в окружающем мире и когда обстановка вернется в нормальное русло? Пообщавшись за последние несколько лет со специалистами в различных областях науки и ознакомившись со множеством научно-популярных материалов, получил для себя довольно объемную картину происходящего, насколько это вообще возможно. Поскольку сейчас эта тематика довольно-таки злободневна, думаю многим будет интересно принять участие в дискуссии на эту тему.

Тематика подобного рода больше подходит для раздела ВЖР Астрофорума, нежели сюда, но так как некоторые аспекты темы (альтернативная энергетика) затрагивают обсуждение климата, все же думаю здесь данной тематике какое-никакое место есть. Итак, приступим.

Что понимать с термином"цивилизационный переход"? Практически все развитые государства посдених нескольких столетий зависели от источника энергии, являющегося невозобновляемым в историческом временном масштабе - ископаемого топлива (в порядке возрастания калорийности/технологичности сырья - торф,уголь,нефть,газ). Начиная с середины 20-го века, сюда также стали добавляться невозобновляемые минеральные ресурсы, геологические условия для восполнения которых в данный момент ограничены, а для некоторых видов минеральных ресурсов - будут отсутствовать еще неимоверно длительный срок.

Таким образом, последние 70 лет являлись эпохой настоящего "ресурсного изобилия". Вместе с ресурсным изобилием пришла и физическая свобода действий, позволяющая неэффективную трату невозобновляемых ресурсов. Эта физическая свобода действий позволила создать процветающее демократическое общество, которое мы наблюдаем (или же наблюдали до 2020 года) в наиболее развитых обществах планеты. Это ресурсное изобилие также позволило численности населения планеты вырасти до 8 с лишним миллиардов человек. И тут возникает первая проблема. Чем больше потребителей материальных благ, тем скорее наступит момент, когда невозобновляемых ресурсов перестает хватать на всех. Очевидное решение - переход на использование ресурсов более низкого качества, экономия ресурсов - сопровождается сниженим качества жизни населения и уменьшения демократичности общества, за счет уменьшения физической свободы действий.

И здесь предлагается альтернативная, возобновляемая энергетика как способ обеспечения населения безганичными, возобновляемыми ресурсами. Проблема возникает при претворении данного желания в жизнь6 выясняется, что для эффективного преобразования "возобновляемой" энергии в полезную работу, часто требуется аппаратура, содержащая в своем составе редкие невозобновляемые минеральные ресуры. Поэтому даже если на этикетке написано "возобновляемая энергия", далеко не всегда это соответствует действительности. Особенно это характерно для фотовольтаики, где практически все виды агрегатов содержат тот или иной невозобновляемый минеральный ресурс. С ветроэнергетикой попроще, но и там агрегаты продвинутых поколений используют в своем составе невозобновляемые ресурсы, что означает то, что практически доступная доля ветроэнергии для освоения ниже, чем заявляется в прогнозах развития энергетики.

Все вышеперечисленное подталкивает к выводу, что человечество приближается к той точке, когда нынешнее неэффективное потребление ресурсов индустриальной цивилизацией (ака "сверхпотребление"), которое позволяет поддерживать высокую степень физической свободы действий (что и является определяющим фактором существования "демократического" процветающего общества), становится более невозможным. Наступила ли она в 2020 году или же еще впереди - нельзя сказать на 100%, но можно с высокой долей вероятности утверждать, что переломный момент наступит уже при жизни нынешнего поколения.

Касаемо того, чем занимается руководство нашей страны - возможно, оно посчитало, что именно сейчас западные страны находятся в переломной точке и это очень удачный момент для определенных действий. Просчитались ли они или нет - покажет только время.

Таким образом, альтернативная энергетика в широком смысле (альтернативная + ГЭС и атом), хотя и потенциально может смягчить переход от общества сверхпотребления к более экономным вариантам, она все равно не сможет сделать переход абсолютно безболезненным. Сейчас главный неясный момент относительно будущего - неясно, хватит ли потенциала возобновляемых ресурвов, чтобы мировую экономику всего лишь "немного тряхануло", или же наступающий ресурсный кризис в конечном итоге угробит цивилизацию в современном виде. Вообще просматривается пять вариантов будущей организации человечества:

1. "Нейтральный". Базовая энергетика - атомная, вспомогательные - ГЭС, ветер, торф, биогаз. Уровень жизни просядет довольно сильно, штатникам тем же условным придется переориентироваться на уровень жизни нынешних России и Китая, но в целом довольно терпимо, если ты не миллиардер нынешний.

2. "Умеренно-плохой". Базовая энергетика - торф, вспомогательные - ГЭС, ветер. Уровень жизни примерно начала 20-го века. Аристократии может и понравится, но вот простолюдинам - вряд ли...

3. "Плохой". Базовая энергетика - дрова. Уровень жизни, как в классическом средневековье, так что скорее всего население вообще забудет о том. что когда-либо на планете существовала развитая цивилизация.

4. "Очень плохой". Скатывание на уровень палеолитических охотников-собирателей. В данных условиях скорее всего даже человек как вид недолго будет оставаться "разумным".

5. "Апокалиптический". Вымирание человечества как вида. Тут думаю комментарии излишни.

В изоляции страны от мировой экономики мне еще вот что не очень нравится. Чем больше глубина разделения труда, тем сложнее технологические цепочки, которые общество может воспроизводить. По оценкам, чтобы вопроизвести весь нынешний комплекс технологий, требуется общность не менее 500-1000 миллионов человек - из государств таким обладают лишь Индия и Китай. Как бы не выяснилось, что со 150 млн возможно лишь поддерживать технологические цепочки уровня середины 20 века - причем в полной мере будет ясна картина только через несколько лет, когда придет в негодность основная масса относительно долговечных агрегатов... с другой стороны, как бы не выяснилось, что когда все тянут ресурсное одеяло на себя, и выбора особо-то не будет.

Для особо либерально настроеных, кто хочет хотя бы на время пожить в демократическом обществе - дольше всех демократичными будут оставаться государства, имеющие наиболее высокий уровень жизни сейчас - скандинавские страны, Швейцария, в некоторой степени Япония и Корея (на Тайване сейчас не так уж и безопасно по понятным причинам). Но рано или поздно гайки начнут закручивать и там.
Название: Re: Цивилизационный переход, альтернативная энергетика и климат
Отправлено: Coltan от 24 Май 2022, 23:41:52
В этой теме приветствуется обсуждение и перспективы альтернативной энергетики, в частности с точки зрения метеорологии, климатологии и изменения климата. Параллельно обсуждаем футурологию в контексте прогнозов уровня жизни в различных регионах планеты.
Название: Re: Цивилизационный переход, альтернативная энергетика и климат
Отправлено: Paxan96 от 25 Май 2022, 08:45:19
То что мы углеводородами повышаем СО2 это тоже хорошо для энергетики. Во первых теплеет и меньше топить надо, во вторых более тёплый климат расширяет зону где можно выращивать растения для биотоплива. Плюс само по себе повышение СО2 благоприятно для растений.
АЭС лучшая альтернатива на данный момент углеводородам, я не думаю что скатимся в средневековье.
Название: Re: Цивилизационный переход, альтернативная энергетика и климат
Отправлено: Paxan96 от 25 Май 2022, 08:59:04
АЭС лучшая альтернатива на данный момент углеводородам, я не думаю что скатимся в средневековье.

Урана мало. Если перевести выпадающую ископаемую генерацию на АЭС, урана лет на 20-50, не больше. Единственная надежда человечества (ну, мы-то доживем, я скорее про внуков) - ЗаЯТЦ на текущий момент. Замкнутый ядерный топливный цикл - возможность использовать 238 уран в реакторах.
ЗаЯТЦ уже существуют, надо и далее развивать.
Название: Re: Цивилизационный переход, альтернативная энергетика и климат
Отправлено: Coltan от 25 Май 2022, 12:33:01
Карта ветропотенциала в России:

(https://image1.slideserve.com/3056137/slide23-l.jpg)

Как можно заметить, в большинстве случаев расположение ресурса не совпадает с размещением населения по стране - в основном самыми перспективными регионами являются океанические побережья. Также на юге ЕТР среднегодовые скорости ветра выше из-за низкой лесистости местности, которая не ограничивает воздушный поток, но даже в этом случае ветропотенциал региона уступает океаническому побережью. В Европе с этим получше, за счет вытянутой береговой линии + то, что местность подвержена влиянию барических систем с большими градиентами, причем именно во время большой потребности в энергии - холодном полугодии.

Таким образом, регонов со значительным населением, где доля ветроэнергетики могла бы составить значительную долю в энергобалансе (>10%) , не так уж много (Кольский полуостров, Сахалин, возможно отчасти Камчатка, Приморье и Калмыкия)

https://energywind.ru/recomendacii/karta-rossii (https://energywind.ru/recomendacii/karta-rossii) - карта локаций с замеренными среднегодовыми скоростями ветра. Все же считаю, что информативность данного сайта довольно средняя, так как скорее всего тут приведены измерения в конкретных точках, а не на площадях.
Название: Re: Цивилизационный переход, альтернативная энергетика и климат
Отправлено: Coltan от 25 Май 2022, 12:41:21
Наиболее очевидные выводы о доступности альтернативной энергетики в меняющемся климате:

1) уменьшение ветропотенциала планеты. При потеплении сглаживается температурный контраст между полюсами и экватором, что приводит к уменьшению барических градиентов и скоростей ветра.

2) хотя в целом при потеплении объем поверхностных вод дожен возрастать, это может нивелироваться более неравномерным распределением атомсферных осадков. В таком случае для увеличения доли выработки гидроэнергии придется увеличивать объемы резервуаров для накопления воды.

3) перспективы солнечной энергетики более неоднозначны, ибо здесь первичное влияние оказывает облачность, тренды изменения которой неоднозначны и зависят от дополнительных факторов, помимо непосредственно климата. Но в любом случае, ниша у фотовольтаики довольна узкая из-за критической зависимости от невозобновляемых ресурсов.
Название: Re: Цивилизационный переход, альтернативная энергетика и климат
Отправлено: Coltan от 25 Май 2022, 12:52:09
В свете последних событий ясно, что поток энергии из РФ направится в Китай, что даст ему возможность на какое-то время "оттянуть свой конец", а там, глядишь, и ЗаЯТЦ заработает.

В Китае сейчас ничуть не менее "весело", чем у нас. Нарушение логистических цепочек бьет по ним очень сильно, ибо они как "фабрика мира" от зарубежного спроса очень зависят. Плюс ко всему в последние пару лет несколько эпидемий серьезно подкосили им пищевую базу (та же африканская  чума свиней), а импорт продовольствия для миллиарда голодных ртов - штука серьезная. Вон в Шанхае  столько народу посадили на ковидный локдаун, что аж начались проблемы с продовольственной логистикой для такой оравы, куча рассказов  о том как там остатки провизии тянут как могут. Не хотелось бы конечно чтобы они брали пример с сами знаете кого и попытались спихнуть на войнушку внутренние проблемы - тогда мировой экономике точно хана будет...
Название: Re: Цивилизационный переход, альтернативная энергетика и климат
Отправлено: Paxan96 от 25 Май 2022, 12:58:58
Coltan
Осадки при потеплении растут практически везде, это много раз на астрофоруме обсуждалось.
Название: Re: Цивилизационный переход, альтернативная энергетика и климат
Отправлено: Paxan96 от 25 Май 2022, 13:00:24
Солнечная и ветровая энергетика использует редкоземельные материалы, так что она явно не вариант. Кроме АЭС пока не видно альтернатив углеводородам.
Название: Re: Цивилизационный переход, альтернативная энергетика и климат
Отправлено: Coltan от 25 Май 2022, 13:01:28
Осадки при потеплении растут практически везде, это много раз на астрофоруме обсуждалось.

Равномерность распределения осадков в данном случае не менее важна, чем их количество, ибо энергосистема все-таки работает в режиме 24/7.
Название: Re: Цивилизационный переход, альтернативная энергетика и климат
Отправлено: Paxan96 от 25 Май 2022, 13:03:10
Осадки при потеплении растут практически везде, это много раз на астрофоруме обсуждалось.

Равномерность распределения осадков в данном случае не менее важна, чем их количество, ибо энергосистема все-таки работает в режиме 24/7.
Так тоже говорилось, что при потеплении в тех же субтропиках выпадением осадков станет более равномерным.
Название: Re: Цивилизационный переход, альтернативная энергетика и климат
Отправлено: Paxan96 от 25 Май 2022, 13:09:25
И конечно при потеплении становиться более выгодным биотопливо, а это возобновляемый ресурс.
Название: Re: Цивилизационный переход, альтернативная энергетика и климат
Отправлено: Coltan от 25 Май 2022, 13:09:40
Paxan96

Зависит от региональных особенностей. В тропиках Южного полушария кое-где разница между сухими и влажными годами может быть десятикратной и более, при среднегодовой сумме осадков более 1000мм. Такой климат например в Таунсвилле, Австралия или Форталезе, Бразилия. Там проблема нехватки воды и проблема затопления местности могут быть актуальны одновременно на коротких временных промежутках

https://www.environmentandsociety.org/arcadia/competing-influences-deluge-and-drought-queenslands-dry-tropics (https://www.environmentandsociety.org/arcadia/competing-influences-deluge-and-drought-queenslands-dry-tropics)
Название: Re: Цивилизационный переход, альтернативная энергетика и климат
Отправлено: Paxan96 от 25 Май 2022, 13:14:01
Paxan96

Зависит от региональных особенностей. В тропиках Южного полушария кое-где разница между сухими и влажными годами может быть десятикратной и более, при среднегодовой сумме осадков более 1000мм. Такой климат например в Таунсвилле, Австралия или Форталезе, Бразилия. Там проблема нехватки воды и проблема затопления местности могут быть актуальны одновременно на коротких временных промежутках

https://www.environmentandsociety.org/arcadia/competing-influences-deluge-and-drought-queenslands-dry-tropics (https://www.environmentandsociety.org/arcadia/competing-influences-deluge-and-drought-queenslands-dry-tropics)
С нынешней географией более равномерное распределение осадков будет наиболее заметно в Австралии, но в южном полушарии и земли меньше чем в северном. К тому же из-за увеличения количества осадков не везде энергетика за счёт этого фактора станет эффективной.
А проблемы нехватки воды и затопления в тех местах, это чисто инфраструктурные проблемы, при грамотной инфраструктуре их можно решить.
Название: Re: Цивилизационный переход, альтернативная энергетика и климат
Отправлено: Coltan от 25 Май 2022, 13:16:10
С нынешней географией более равномерное распределение осадков будет наиболее заметно в Австралии

А вот тут поподробнее. Не припомню чтобы озвучивался подобный тезис. Ссылку не дадите?
Название: Re: Цивилизационный переход, альтернативная энергетика и климат
Отправлено: Paxan96 от 25 Май 2022, 13:21:16
С нынешней географией более равномерное распределение осадков будет наиболее заметно в Австралии

А вот тут поподробнее. Не припомню чтобы озвучивался подобный тезис. Ссылку не дадите?
Сейчас поищу где об этом говорилось.
Название: Re: Цивилизационный переход, альтернативная энергетика и климат
Отправлено: Paxan96 от 25 Май 2022, 13:28:49
С нынешней географией более равномерное распределение осадков будет наиболее заметно в Австралии

А вот тут поподробнее. Не припомню чтобы озвучивался подобный тезис. Ссылку не дадите?
Первое же сообщение
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,3023.msg5386573/topicseen.html#msg5386573
Название: Re: Цивилизационный переход, альтернативная энергетика и климат
Отправлено: Coltan от 25 Май 2022, 13:34:13
Paxan96

ОК, если будет время, спрошу Алекса где он нашел соответствующую информацию.
Название: Re: Цивилизационный переход, альтернативная энергетика и климат
Отправлено: Coltan от 27 Май 2022, 19:17:41
Теперь похоже, Россия решила разорвать отношения со всеми технологичными компаниями и вернутся обратно в 19-ый век. Т.к. своих технологий и станкостроения в России нет, скоро вся промышленность провалится в прошлое на несколько десятилетий.


Kostian

Ну вот примерно когда в СССР было 150+10-15 млн человек, на тот уровень и провалится, с некоторыми небольшими поправками.
Название: Re: Цивилизационный переход, альтернативная энергетика и климат
Отправлено: Dormih от 07 Июнь 2022, 23:00:17
Это 1926 год.
Название: Re: Цивилизационный переход, альтернативная энергетика и климат
Отправлено: Coltan от 07 Июнь 2022, 23:03:59
Это 1926 год.

Но тогда кривая НТР еще только на взлете была... опять же, в 1930-х 40-х годах значительная смертность была, так что более близкая точка - середина 20 века как раз, с небольшими поправками.
Название: Re: Цивилизационный переход, альтернативная энергетика и климат
Отправлено: Dormih от 07 Июнь 2022, 23:47:23
Я понимаю, просто привёл год, когда численность населення СССР практически достигла 150 млн