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.

Если в деньгах, то это уже NPV.

Что хотите конкретно?
Окупаемость?
Если дисконтированная, т.е. с учетом процентов, то ни АЭС, ни СЭС, ни тем более традиционные ГЭС, не говоря о ВЭС - не окупаемы.

Вот хороший материал про ERoEI:
http://euanmearns.com/eroei-for-beginners/
Основной вывод: можно получить любую цифру, устанавливая границы анализируемой системы в нужных местах.

Нет, при чём здесь окупаемость или что-то ещё? Сейчас возникает впечатление, что вся "альтернативная энергетика" - это огромный аккумулятор, в котором все минусы (грязное производство) вынесены в страны третьего мира, а сам аккумулятор везут в мир первый.

Хочется посмотреть именно на отношение затраченной и полученной из источника энергии для разных источников.


Вот этот момент не важен, если граница для всех рассмотренных источников энергии будет проведена одинаково. Ну и второе пожелание - независимая аналитика, не "зелёненькие", но и не "ядрёные". Пока же имеем натянутую на глобус сову - каждый аналитик проводит границу там, где ему это выгодно, чтобы показать преимущество того источника, по которому пишется обзор.
А за ссылку спасибо, обзор занятный.

Но ведь это же невозможно. У каждого источника энергии своя специфика.
Можно не включать в расчёт фотовольтаики затраты на балансирование энергосистемы, а для АЭС посчитать стоимость хранения отработанного топлива в течение 100 тысяч лет.
Или наоборот, взять стоимость АЭС, построенных в 70-е годы, и сравнить с затратами на медобслуживание рабочих китайских фабрик солнечных батарей.

Доступные нам источники энергии слишком разнородны, чтобы провести полноценный энергетический аудит. К сожалению, единственный доступный нам способ их сравнить — это цена.

Т.е. косвенным методом. Сейчас цена ветряка, солнечной панели, инвертора и т.п. включает в себя оплату труда, которая очень разная для разных стран/регионов. Таким образом действительно, выгодными ВИЭ становятся (в денежных выражениях) за счёт эксплуатации одних людей другими.

Более того, есть же ещё субсидии, которые полностью искажают картину. А ещё хаотичные цены на углеводороды, которые неизбежно оказывают влияние на все современные производственные процессы.

Именно. И, насколько я помню читанное в юности, раньше при расчёте EROI для знаменателя брали только собственно, энергозатраты на извлечение (включая капстрой и текучку) и энергозатраты на материалы, а для числителя - чистый отпуск без собственных нужд за срок службы с учётом КИУМ. Все эти косвенные затраты и т.п. - это уже от лукавого. Методологию расчёта, изложенную здесь, я бы оборвал на Уровне 3 (рис.2), ну и учитывал бы "функцию ценности" для потребляемой и отпускаемой энергии (т.е. ценность электрической энергии по сравнению с механической и тепловой должна быть выше примерно в обратной пропорции к среднему КПД установок).
Тот же приведённый Syndroma ликбез говорит, что для стабильного развития (чтобы люди работали не только в энергетике) нужен EROI=5-7, но это самое "разделение труда" уже предполагает, что в нём и оплата труда, и косвенные затраты лежат, не так ли? И вот такие работы, без "бантиков и рюшечек", радикально меняющих или ретуширующих общую картину, мне попросту не попадались. Хочется вернуться к критерию, не содержащему внутри денег как таковых.

А вот эту весьма спорную работу видели?
http://euanmearns.com/the-energy-return-of-solar-pv/
http://euanmearns.com/the-energy-return-of...ni-and-hopkirk/

Да, прочитал по диагонали. Даже получил на неё весьма впечатляющую реакцию от MadMax:

Сдаётся мне, что провести подобное монументальное исследование без внешнего влияния попросту невозможно. Только время всех рассудит.

Ну правильно.
АЭС в этом смысле отлична только, что вся грязь остается в передовых странах.

Всё-таки не так. Мы на АЭС вырабатываем больше, чем затратили на строительство/добычу и т.д. Для "альтернативки" это неочевидно.

Никак нет. Если по всему жизненому циклу, да и с учетом долгосрочного хранения всех видов отходов, то даже по
нулям трудно раскрасит картину.

Это если не перерабатывать ОЯТ, а хранить?

Уже давно очевидно и для ветра, и для солнца.

Хотя солнце перевалило за единицу только в конце 90-х, и сейчас только-только в массовых проектах подбирается к атому.
EORI атома оценивается в 15-25, угля ~ 10-30, большие ГЭС при сроке службы плотины в 100 лет - аж за 50.

Ветер - заявляется до 15, но прошлые расчётные цифры EROI для ветра не подтверждались из-за того, что турбины выводили из работы раньше положенного. Как будет с новым поколением - фиг знает.
Вот у солнца с расчётной деградацией - всё в порядке и даже лучше.

Для солнца EROI сейчас около 10-15, в зависимости от расположения. С кремниевыми гетероструктурами (aSi поверх поликристалла) переваливает за 15.
Чистый aSi - 5-9 (часто утверждается, что aSi-плёнки наравне с CdTe дико эффективны по EROI, но я смотрел один расчёт, там не учитывается установка, конструкции и даже упаковка).
Тонкоплёночные CIGS, CdTe - 7-15 - самые эффективные по EROI СБ сейчас.
Поликристалл - ~8-12, монокристалл - 7-10.

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.

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!

ОЯТ сырье. Он никак не отход. Но после перерабтки ОЯТ остаются отходы, которые рано или поздно попадают к хозяину станции.

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...

Тоже не факт, учитывая все траты, особенно отдаленные по хранению.

Я занимаюсь ремонтом ноутбуков и каждый день перед глазами десятки даташитов. Если по Вашему светодиоды не требуют инверторов, то спешу огорчить - ещё как требуют (т.к. из светодиодов набираются "гирлянды", то питать их приходится напряжением под 40 В, при входном около 12), при этом КПД step-Up преобразователей всегда ниже, чем понижающих, для которых и характерны те самые Ultra-High Efficiency до 95% (8 стр. с графиками), например.
То что заявляется как 98% не включает в расчёт энергию на охлаждение этих устройств, которые при +40*С воздуха работать уже не обязаны, вот и получается, что цифры есть, а в реальности недостижимо.

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!

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.

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

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.

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.

Отличие от дорогих либо в сроке службы и/или в ESR (эквивалентное последовательное сопротивление), что тут же скажется на КПД.

Не столько в написанном значении ESR, сколько в методике его измерения. Там много на чём сэкономить пытаются. И к.п.д. реальный я никогда не видел выше 88%. Никогда. Причём, чем шире диапазон входных возможностей, тем хуже к.п.д. "за всю жизнь".
Причём очень часто мы этого не замечаем. Я был шокирован, когда сравнил новую светодиодную ленту с лентой от того же поставщика, но проработавшей 2 года в обычном режиме - летом 3 часа вечером-ночью, зимой 5 часов вечером-ночью + 0,5 часа утром.
Сами светодиоды деградировали мало, но вот люминофор, который из синего делает белый - очень и очень порядочно.

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.

Понял. Был неправ.

В микромощных преобразователях бывает, но опять же, там всегда узкие диапазоны потребляемого тока. Думаю в каждом современном смартфоне/мобильном телефоне есть подобный преобразователь с КПД>90%.

А, да... Яркость СД регулируется ШИМ (а он и без инвертора запросто - всего-то ключ нужен).

Вообще складывается ощущение, что в обсуждаемом сабже пытаются убедить нас, что качество энергии солнечного излучения как энергоресурса скоро может сблизиться с энергетическим качеством топлива для атомной энергетики. Особенно в ЖЖ особенно убежденные персонажи про заговоры атомщиков настойчиво вещают, дескать солнечные батареи дешевле эффективнее и конкуретнее АЭС.

В условиях нашей страны энергия Солнца кроме может быть Крыма, Краснодарского края, Ставропольского края и Ростовской области вряд ли станет выгоднее энергии из природного газа. И очевидно, что на всей территории нашей страны уран как источник энергии гораздо более энергосодержащий источник, чем солнечное излучение.
Пока уран дешев и доступен, никакая гелиоэнергитика на широтах где расположена наша страна не будет перспективнее атомной энергетики. Даже когда уран будет дорог и дефицитен, ресурс имеющегося невыгоревщего урана и наработанного плутония в отечественном ОЯТ при использовании быстрых реакторов еще долго не позволит гелиоэнергетике поколебать высокую энергоэффективность АЭ для нашей страны.

И дело не особенности подсчетов EROEI и как и кто этот параметр обыгрывает для собственных целей.

Похоже на голословное утверждение.

Прогресс не стоит на месте. Когда то и шаговые искатели были верхом комуникационных технологий. Я работал с человеком, который в институте обучался работе с этой техникой, а выпустившись обнаружил, что знания его можно сдавать в музей. Почему такое не может случиться с нами?

Не дочитал до конца, но да, если не настаиваем на "базовую мощность", то солнце во много раз дешевле любого атома и в бесконечности раз безопаснее.

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.

Вы полагаете, что кпд солнечных батарей cможет в обозримой перспективе возрасти вдвое, а их стоимость производства и эксплуатации сможет снизиться в два-три раза?

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.

Вдвое - это откуда? с 16% до 32%?
В полтора раза в ближайшие 10 лет - почти наверняка. 25% на кремнии точно достижимы.
И по цене есть перспективы.

Выделение и очистка до стандартов электронной чистоты галлия охрененно дорого.
И не видится предпосылок, чтобы его стоимость в разы могла упасть, как и нет очевидных предпосылок к тому, что производства галлия в мире в разы может возрасти.

Хотя бы с реальных 11-13% до перспективных 22-25%.
Те же 25% на кремнии это охрененный для массового производства уровень лабораторных нанотехнологий с упорядоченными массивами выращенных кремниевых нанонитей. Такие вещи принципиально не могут стоить дешево.
Так же как и не могут стоить дешево тонкопленочные солнечные батареи на красителях, которые сейчас очень пиарят.
Многократно приходилось наблюдать как за спиной коллега делал и тестировал этот тип батарей. В них все очень дорого и дефицитно, начиная от дорогосстоящих комплексных соединений металлов, функционализированных фуллеренов, дисперсий наноразмерного TiO2, модифицированных углеродных нанотрубок и заканчивая дорогими импортными растворителями.

А зачем вообще нужны солнечные батареи, когда можно наделать сколько хочешь плутония и жить припеваючи? Получать энергию где угодно, когда угодно, в каких угодно количествах.

Однобокость в развитии всегда опасна. Безотносительно к ВИЭ, всегда желательно иметь несколько энергоисточников.

Терроризм, нераспространение, плохие повадки вообще у вашего плутония. Да и само производство электричества связано с участием "специалистов" всяких, что уже плохо и повышает всяких прямых и косвенных рисков.

Читал (возможно, что и у alex_bykov) вполне разумное объяснение. В оборонном ключе, который испокон времен двигал технологии, включая атомные. Распределенная энергетика, включающая возобновляемые источники, значительно более устойчива к военному воздействию на ее ключевые точки, чем основанная на АЭС.

(Конечно, абсолютно не поэтому АЭС стремятся по возможности убрать из Центральной и Восточной Европы).

Да, такое объяснение встречается, и уже довольно часто.

В оборонном ключе населению электричество абсолютно ни к чему. Все ответственные оборонные объекты автономные по питанию и жизнеобеспечению.

Не тот том общей конспирологий взяли на прочтение

А вы полагаете в контексте глобального военного конфликта население никак не принимает участия в обороне?

В большей части мира точно нет. Оно к тому не готово, не обучено, да и многим вообще понятие "суверенитет" намного отдаленнее чем примерно "маржин" или "фьючерс".

Это весьма спорное утверждение.
Вот, например, недавно зелёные радовались, что в солнечной индустрии США теперь работает больше людей, чем в нефтегазовой. Хотя вырабатывают они меньше процента от общего потребления энергии. И это, кстати, тоже косвенным образом указывает на реальный EROEI фотовольтаики.

Иными словами, для полновесной солнечной энергетики нужна огромная армия обслуживающего персонала. И в случае военного конфликта поддерживать всю эту систему работоспособной может оказаться гораздо сложнее, чем защищать и обслуживать несколько десятков-сотен АЭС.

Коллеги, скатываемся куда-то не туда. Как по мне, перспективы повысить КПД и снизить себестоимость у возобновляемой энергетики есть, хотя бы ввиду массовости её применения в последнее время (и, как следствие, во вложенных деньгах на НИР и НИОКР). Насильственный перевод той же Германии на возобновляемую энергетику - это, с моей кочки зрения, нечто, сродни "мозговому вирусу", упражнение в конспирологии по поводу большей приспособленности к военным действиям распределённых источников - это всё-таки упражнение.
Мне же хотелось иного на выходе, а именно: получить адекватный индикатор эффективности производства энергии, полностью отвязанный от "денег", поскольку через те самые производные высших порядков (фьючерсы и портфельные инвестиции) основные индикаторы можно исказить в любую сторону.
Что же касается фотовольтаики и ВИЭ, то основной точкой преткновения у неё будет не сложность и дороговизна, а удельная мощность (больше, чем падает от Солнца, снять попросту нельзя, как следствие - нужны очень заметные площади, отбираемые у всего остального) и балансирование неравномерного производства с более равномерным потреблением.

А население-то тут причём?

У населения будет единственная функция в данном контексте - после того, как разбомбят АЭС, вскочить с кроватей от звука сирен тревоги и попытаться куда-нибудь удрать с голой .опой.

С этой точки зрения АЭС - штука неприятная, но их всё-таки защищают всяческие конвенции. Пока что защищают.

Но, например, в случае Германии и прочей Европы я, скорее, склоняюсь в сторону Ваклина, но по совершенно другой причине. Не считаю европейских политиков самостоятельными фигурами и элементарно не верю в то, что они могут принять какое-то решение, касающееся обороны. Поэтому свои АЭС немцы закрывают потому что сошли с ума, а не потому, что думают об обороне.

Вот по Штатам Indian Point действительно могут пытаться закрыть именно по соображениям безопасности, слишком она близка к Нью-Йорку. Но и в этом случае, скорее, имеют в виду обычную аварию, а не военный удар.

Но действительно, разговор неуклонно стремится в сторону флейма, поэтому политику отставляем, далее тру. - Модератор