EROI (EROEI), Нужна "помощь зала" Опции

[alex_bykov]

В блоге уважаемого Ultranauth произошла дискуссия по поводу корректности определения этого показателя для альтернативной энергетики (в частности, для фотовольтаики). По ходу дискуссии выяснились следующие подробности:
1) Среди публикаций по теме очень велика доля наших отраслевых (вплоть до заявлений о том, что страничка в вики поддерживается проядерным лобби), что крайне странно - я не думаю, что ядерную энергетику будут холокостить альтернативкой (хотя опыт Германии странный, да), но такое засилье нас в теме выглядит превентивной мерой перед "холокостом ЯЭ". В другую крайность тоже не хотелось бы бросаться, поскольку "зелёная" энергетика мне кажется чересчур заполитизированной, как и публикации её адептов. Хотелось бы посмотреть на результаты объективного анализа, на основе которого могут принимать решение потребители. Если что-то попадалось на глаза за последние годы (желательно, на английском), буду признателен за ссылки.
2) В первый момент прочитанные значения EROI для фотовольтаики (30-40) меня вогнали в шок, поскольку в памяти отложилась граница энергоэффективности =1 (из ресурса должно получаться энергии больше, чем тратится на его добычу), при этом у ЯЭ этот показатель был 4-6, а 30 достигали только гидроэнергетика и газ, да и то не всякий... Как выяснилось, произошла "революция" в расчёте показателя, в частности, в него начали включать всяческие "сценарии развития" и т.п., т.е. область для передёргивания стала колоссальной (и некоторые из них во многих статьях вычисляются на раз-два). Хотелось бы посмотреть на современные публикации, трактующие EROI в объективном изначальном ключе, без произвольных допущений.
3) В связи с 2) проявился ещё один момент - расчёт EROI теперь ведётся не в энергиях, а в деньгах, что само по себе - спекуляция и уход от смысла EROI как оценки энергоэффективности...

В общем, если подкинете ссылки на адекватные материалы оценки этого показателя по видам энергоресурсов, буду очень признателен. Субъективно, есть ощущение, что наш отраслевой EROI не мог за прошедшие 10-15 лет радикально поменяться, ключевые факторы играли в разные стороны. А вот фотовольтаика должна была бы уже вылезти из-под 1 даже с учётом КИУМ в наших широтах... Но вот насколько это превышение над 1, мне не понятно.

[Татарин]

В общем, если подкинете ссылки на адекватные материалы оценки этого показателя по видам энергоресурсов, буду очень признателен. Субъективно, есть ощущение, что наш отраслевой EROI не мог за прошедшие 10-15 лет радикально поменяться, ключевые факторы играли в разные стороны. А вот фотовольтаика должна была бы уже вылезти из-под 1 даже с учётом КИУМ в наших широтах... Но вот насколько это превышение над 1, мне не понятно.

Фотовольтаика вышла из-под единицы для российских проектов ещё в конце 90-х.
С тех пор был огромный прогресс
- в очистке кремния (главный прорыв - Сименс предложил какую-то хитрую схему, которую сразу стиражировали китайцы, привет "Роснано" и "Нитолу"),
- с монокристаллов массово перешли на поликристаллы (минус энергоёмкая переплавка),
- КПД поликристаллов поднялся с 8% до почти 20%,
- кремниевые пластины стали тоньше почти в три раза,
- ещё несколько процентов отыграли на массовом введении высокочистого обезжелезеного силикатного стекла и обработке поверхности,
- КПД преобразователей поднялся от 70% до 97-99%,
- удешевление преобразователей снилило потери в снутренних линиях крупных СЭС,
...
В общем, много всего.

Сейчас для Москвы EROI солнца от 7 до 10.
Это если считать ВСЁ - вплоть до энергостоимости стали креплений и изоляции проводов.

[LAV48]

- КПД преобразователей поднялся от 70% до 97-99%,

Вот не верю! Смотрю передовые микромощные преобразователи в ноутбуках - 90-92%, для более мощных - обычно ниже 90% (инверторы в панелях подсветки ЖК - редко выше 90%), правда это почти носимая электроника, т.е. есть ограничения на габариты/вес и в том числе батарей, но тем не менее в 97 не верю.
Опять же, заявлено одно - на деле другое. И какое широкое поле для спекулятива - температурные диапазоны!

[Татарин]

Вот не верю! Смотрю передовые микромощные преобразователи в ноутбуках - 90-92%, для более мощных - обычно ниже 90% (инверторы в панелях подсветки ЖК - редко выше 90%), правда это почти носимая электроника, т.е. есть ограничения на габариты/вес и в том числе батарей, но тем не менее в 97 не верю.
Опять же, заявлено одно - на деле другое. И какое широкое поле для спекулятива - температурные диапазоны!

Зря не верите. Просто погуглите, пообщайтесь с продавцами. Ниже 90% на рынке сейчас просто нет, самые крутые - до 98% (только что погуглил). В панелях подсветки ЖК уж года три как нет вообще НИКАКИХ инверторов: светодиоды победили безоговорочно. Думается, что представление о КПД инверторов у Вас тоже пятилетней давности, если не более. Ну и высокие вольты там часто доводились диодным умножителем, что уж там запредельного КПД ждать.

Соответствие заявленного реальному - это, правда, отдельный разговор. Но если говорить о мощных не-бытовых системах, то там врать себе дороже. Гораздо дороже, при том.

Тут все быстро меняется... вон, о карбиде и нитриде кремния еще пару лет разговоры шли весьма абстрактные...
Но это уже не важно: электроника, обслуживающая СБ, сейчас уже близка к оптимуму, дальнейших прогресс даст копеечные выгоды уже.
Дальше - совершенствование СБ. Два перехода в массовых СБ. Новые тонкие пленки. Перовскиты, наконец, еще что-нибудь...

[generalissimus19...]

Зря не верите.

и я не верю. Взял и померял. Заявленный - 98%, реальный - 65% ШЕСТЬДЕСЯТ ПЯТЬ!!!!! 98%, если и достигается, то на одном, неизвестно каком, режиме, а во всех остальных не просто хуже, а полный трэш и хоррор!

Просто погуглите, пообщайтесь с продавцами. Ниже 90% на рынке сейчас просто нет, самые крутые - до 98% (только что погуглил).

Это просто недобросовестная реклама, из цикла "все пишут" - "ну и вы пишите!". Даже если у прототипа кпд 98%, это не значит, что при переходе в массовое производство его не обдерут, как липку. А ведь достаточно поставить более дешёвые конденсаторы. С теми же номинальными значениями ёмкости, напряжения, даже тангенса угла потерь - но более дешёвые.

В панелях подсветки ЖК уж года три как нет вообще НИКАКИХ инверторов: светодиоды победили безоговорочно. Думается, что представление о КПД инверторов у Вас тоже пятилетней давности, если не более. Ну и высокие вольты там часто доводились диодным умножителем, что уж там запредельного КПД ждать.

Эээ... а как же яркость регулировать? Нет, светодиоды требуют своего инвертора, ну и что, что с низковольтным выходом?

Соответствие заявленного реальному - это, правда, отдельный разговор. Но если говорить о мощных не-бытовых системах, то там врать себе дороже. Гораздо дороже, при том.

Но и там заявляется высокий к.п.д. лишь при одном режиме. И не всегда этот режим реализуется на практике наиболее часто. Потому что ещё надо пиковый режим как-то отрабатывать, без значимой потери надёжности.

Тут все быстро меняется... вон, о карбиде и нитриде кремния еще пару лет разговоры шли весьма абстрактные...
Но это уже не важно: электроника, обслуживающая СБ, сейчас уже близка к оптимуму, дальнейших прогресс даст копеечные выгоды уже.
Дальше - совершенствование СБ. Два перехода в массовых СБ. Новые тонкие пленки. Перовскиты, наконец, еще что-нибудь...

А как это "массовое внедрение сверхчистого обезжелезенного стекла" может улучшить EROEI? к.п.д. батарей оно, конечно, улучшить может, но насколько при этом растут расходы энергии на само стекло? Аналогично и двухпереходные батареи.

Сообщение отредактировал generalissimus1966 - 30.6.2016, 9:14

[Татарин]

А как это "массовое внедрение сверхчистого обезжелезенного стекла" может улучшить EROEI? к.п.д. батарей оно, конечно, улучшить может, но насколько при этом растут расходы энергии на само стекло? Аналогично и двухпереходные батареи.

Так в том-то и дело, что почти не растут.

Двухпереходные батареи увеличивают EROI потому, что используют общую для двух переходов "инфраструктуру" - то же стекло, контакты, упаковку и т.п. "Две СБ по цене одной", почти так: сам слой аморфного кремния (или наводораживание части кремния) энергетически не так уж и дорог.
Вообще, увеличение КПД сильно сказывается на EROI крупных проектов. По понятной причине EROI многопереходных арсенид-нитрид-галлий-алюминиевых СБ считать не любят, но сдаётся мне, при всей их запредельной дороговизне, как раз по EROI они были бы хороши.

[VBVB]

По понятной причине EROI многопереходных арсенид-нитрид-галлий-алюминиевых СБ считать не любят, но сдаётся мне, при всей их запредельной дороговизне, как раз по EROI они были бы хороши.

Солнечная фотольтаика на основе галлиевых гетероструктур очевидно невозможна для масштабного тиражирования из-за крайне ограниченной добычи галлия в мире, его дороговизны и рассеянности в геосфере. Но для каких-нибудь специальных целей типа энергоисточника для отдаленных баз на Курилах вполне может быть применима.

[Татарин]

Солнечная фотольтаика на основе галлиевых гетероструктур очевидно невозможна для масштабного тиражирования из-за крайне ограниченной добычи галлия в мире, его дороговизны и рассеянности в геосфере. Но для каких-нибудь специальных целей типа энергоисточника для отдаленных баз на Курилах вполне может быть применима.

Ну... не то чтоб "невозможна": мировая добыча - почти 400 тонн в год, в основном, как побочка переработки алюминиевых и полиметаллических руд (бОльшая часть не перерабатывается вообще, и мы можем увеличить добычу относительно легко).
Арсенид галлия - прямозонный ПП, толщина эффективной плёнки - несколько длин волн, то есть, на квадратный метр поверхности нужно ~10-100мкг, 400 тонн (если расходовать галлий только на СБ) хватит на 1-10 миллиардов кв.м или порядка 300-3000ГВт установленной мощности в год.
Если б это не было б тупо дорого, галлия нам бы хватило.

Кремния мы сейчас ставим меньше.