ELONA MUSKA „KOLONIA” NA MARSIE

[Cetarian]

Ale, żeby cokolwiek zadziało się za pięć tysięcy lat, cywilizacja musi przetrwać najbliższe sto, dwieście, trzysta lat. (I wszystkie następne stulecia oczywiście, aż do LXX.)   
A dobrze byłoby zahamować ocieplenie jak najszybciej. W ciągu pojedynczych dekad.

Oczywiście. Dlatego też, wtrącając swoje 3 grosze, zacząłem od wymienienia dwóch niepewników - z których jeden brzmiał "czy w ogóle będzie się miał kto tym przejmować" (za owe 5 tyś. lat). Tym niemniej, zakładając, że cywilizacja przetrwa w formie dość podobnej do obecnej a postęp naukowy nie zwolni, teoretyzowanie czy warto będzie za 5 tyś. lat kopać diamenty na Marsie jest trochę teoretyzowaniem z poziomu epoki węgla i stali, czy opłacałoby się położyć tory na Marsa, aby wydobywać tam rudę. Oczywiście, może też być tak, że nawet jak przetrwa cywilizacja, to postęp naukowy dojdzie do ściany (albo ludzie zgłupieją) i nic jakościowo lepszego tzw. ludzkość już nie wynajdzie w kwestii napędu kosmicznego.

Klasyk słusznie wskazał, że „Prognozowanie jest trudne, zwłaszcza, jeśli dotyczy przyszłości”.
Dodajmy, że stopień trudności rośnie razem z długością okresu prognozy.
Ty sprytnie wybrnąłeś, przewidując, że będzie albo bardzo dobrze (wycieczki w gratisie), albo bardzo źle (już nie będzie komu się przejmować).
Gdybyś jeszcze dodał trzy słowa „Albo coś pomiędzy”, twoja prognoza pokryłaby całe spektrum możliwości.
[;-)]

L.A. wywołał horyzont roku 5000 i średnią temperaturę plus 65 C.

Ja jednak proponuję skupić się na wieku XXI, którego zostało jeszcze ponad trzy czwarte.

Jeśli prawdziwe są przepowiednie najbardziej pesymistyczne, że równowaga została naruszona nieodwracalnie, to tym bardziej trzeba będzie emitować aerozole i to już zawsze.

Ale, tak czy owak, trzeba będzie je emitować, ponieważ zeroemisyjność wymaga ogromnych buforów (magazynów energii), a ich koszty są zaporowe.
Oczywiście, jeśli się przechodzi z węgla na gaz, to emisja spada o połowę. Z wiatraków bez bufora da się wygenerować około połowy zużywanej energii elektrycznej. Drugą połowę trzeba dopalić gazem.
Przejście z węgla na wiatraki plus gaz oznacza redukcję emisji o 75%. Imponujący wynik, tylko, że ten proces w Europie Zachodniej jest bardzo zaawansowany, prawie zakończony.
Żeby iść dalej  w kierunku zeroemisyjności, potrzebne są ogromne magazyny energii.
(Pomijam tu „ślad węglowy” czyli emisję przy produkcji elementów systemu energetycznego, niezależnie od tego, jakie one są).

Żeby osiągnąć, powiedzmy, 95% energii z wiatraków, a tylko 5% z gazu, potrzeba, jak szacuję, magazynów energii na tydzień.

Polska pobiera w szczycie 26 GW, średnio 22 GW.
Elektrownia szczytowo-pompowa w Żarnowcu może zmagazynować 3,5 GWh. To by wystarczyło na dziesięć minut średniego zapotrzebowania. Na osiem minut szczytowego.
(W praktyce Żarnowiec może podawać 700 MW przez pięć godzin.)

Elektrownie szczytowo-pompowe stanowią aktualnie około 90% magazynów energii.
A kosztują ca 500 dolarów za kWh.
Akumulatory są tańsze. Aktualnie około stu dolarów za kWh.
Tygodniowy magazyn energii dla Polski powinien pomieścić 3.969 GWh (22 GW razy 168 godzin). Powiedzmy 4.000 GWh na okrągło. Cztery miliardy kilowatogodzin.
Po sto dolarów za kWh to czterysta miliardów dolarów.

No, ale Komisja Europejska chce zakazać produkcji samochodów spalinowych od 2035 roku.
W 2050 flota ma być elektryczna.
Więc trzeba produkować dodatkowo około 20% procent energii elektrycznej, żeby ładować  akumulatory samochodów.
Bufor powinien zostać powiększony do 4.800 GWh za 480 miliardów dolarów.

A o ile wzrośnie zapotrzebowanie z powodu powszechnego instalowania klimatyzacji w ocieplającym się kraju?

Widziałem prognozę, z której wynikało, że do 2030 cena akumulatorów spadnie do 60 dolarów za kWh. To będzie/byłoby „tylko” 288 miliardów dolarów (plus x na klimatyzację). Ciągle ogromne pieniądze.
       
Ale nawet gdyby mieszkańcy Unii kosztem ogromnych wyrzeczeń ograniczali emisje, to Unia odpowiada za ca 7% emisji świata.

Dwa lata temu Guardian informował, że pięć krajów Azji ma zamiar zbudować sześćset nowych bloków węglowych o mocy 300 GW. (Na dodatek do tysięcy eksploatowanych).

https://www.theguardian.com/environment/2021/jun/30/five-asian-countries-80-percent-new-coal-power-investment
 
“China, India, Indonesia, Japan and Vietnam plan to build more than 600 coal power units (…) [which] could generate a total of 300 gigawatts of energy”
 
Maniacy z “Just stop oil (and gas, and coal)” powinni się przyklejać do bram chińskich ambasad, a nie do obrazów.

Nie widzę innego rozwiązania niż aerozole.   
 

[Cetarian]

Eko-nowomowa.

https://www.theguardian.com/environment/2023/aug/05/uk-offshore-wind-at-tipping-point-as-funding-crisis-threatens-industry

“Alarm over the mismatch has been increased by the decision of Swedish energy company Vattenfall to stop work on the multibillion-pound Norfolk Boreas windfarm, designed to power the equivalent of 1.5m British homes.”   

No, nie wypada napisać, że farma wiatrowa będzie zasilała półtora miliona domów, bo wiadomo, że krzywa rozkładu siły wiatru nie pokrywa się z krzywą zapotrzebowania dobowego/tygodniowego/rocznego na energię elektryczną.

W eko-nowomowie wprowadzono zatem „Ekwiwalent” półtora miliona domów. 
Ale co to jest?
„Ekwiwalent” to takie miasto w fantasylandzie, w którym jest półtora miliona domów i które zużywa prąd tylko wtedy, kiedy akurat wieje wiatr. No, po prostu tak ma. Mieszkańcy „Ekwiwalentu” hibernują, kiedy wiatr nie wieje, dzięki czemu nie zużywają prądu.

[maziek]

No cóż, problem prądnicy jest, można powiedzieć, trywialny i tani - zaś problem akumulatora też jest trywialny, z tym, że póki co kosztowny. Ja osobiście mam nadzieję, że postęp go potani i sprowadzi do poziomu papieru toaletowego. Którego każdy używa ale nie za bardzo się zastanawia, ile z przeproszeniem osobo-podtarcie kosztuje. Aczkolwiek technologia stojąca za rolką papieru toaletowego nie jest trywialna, i to nie wspominając nawet o sir Penrose.

[Cetarian]

No cóż, problem prądnicy jest, można powiedzieć, trywialny i tani - zaś problem akumulatora też jest trywialny, z tym, że póki co kosztowny. Ja osobiście mam nadzieję, że postęp go potani i sprowadzi do poziomu papieru toaletowego. Którego każdy używa ale nie za bardzo się zastanawia, ile z przeproszeniem osobo-podtarcie kosztuje. Aczkolwiek technologia stojąca za rolką papieru toaletowego nie jest trywialna, i to nie wspominając nawet o sir Penrose.

Wolno ci oczywiście mieć nadzieję i żywić ją dowolnymi substancjami, możesz też w intencji realizacji owej nadziei okresowo zalegać na twardym podłożu krzyżem, gwiazdą albo sierpem (półksiężycem), ale problem akumulatora NIE jest trywialny.

Jest, powiedziałbym, anty-trywialny, skoro poszukiwania technologii taniego i możliwego do ultra-masowej produkcji akumulatora (magazynu energii) trwają od co najmniej dwudziestu lat, wydano setki milionów dolarów, prawdopodobnie nawet miliardy, a rozwiązania nie ma.
Żeby magazynowanie energii na dużą skalę stało się opłacalne, cena musiałaby zostać zmniejszona zapewne co najmniej o rząd wielkości, z dzisiejszych około 150 USD za kWh do 15 USD. (Tygodniowy magazyn energii elektrycznej dla Polski kosztowałby wtedy 72 miliardy USD).   
Ale nic na taką obniżkę nie wskazuje.
(Poprzednio zakładałem, że hurtem to byłoby już dziś około 100 USD za kWh, ale to chyba było zbyt optymistyczne, biorąc pod uwagę problemy z pozyskaniem surowców dla takiej skali produkcji).   

https://about.bnef.com/blog/lithium-ion-battery-pack-prices-rise-for-first-time-to-an-average-of-151-kwh/

"New York, December 6, 2022 – Rising raw material and battery component prices and soaring inflation have led to the first ever increase in lithium-ion battery pack prices since BloombergNEF (BNEF) began tracking the market in 2010. After more than a decade of declines, volume-weighted average prices for lithium-ion battery packs across all sectors have increased to $151/kWh in 2022, a 7% rise from last year in real terms. The upward cost pressure on batteries outpaced the higher adoption of lower cost chemistries like lithium iron phosphate (LFP). BloombergNEF expects prices to stay at similar levels next year, further defying historical trends.
The above figures represent an average across multiple battery end-uses, including different types of electric vehicles, buses and stationary storage projects"

**
P.S. Od decyzji Kennedy’ego do pierwszego lądowania na Księżycu upłynęło osiem lat i dwa miesiące. Jeśli doliczyć wcześniejsze analizy NASA, to od pomysłu do realizacji upłynęło około dziesięciu lat.
Czy uważasz, że lądowanie na Księżycu to było trywialne dokonanie? Zakładam, że nie?
Więc tym bardziej problem, którego nie rozwiązano w czasie dwukrotnie dłuższym, zdecydowanie nie jest trywialny.   
 

[Lieber Augustin]

Żeby magazynowanie energii na dużą skalę stało się opłacalne, cena musiałaby zostać zmniejszona zapewne co najmniej o rząd wielkości, z dzisiejszych około 150 USD za kWh do 15 USD. (Tygodniowy magazyn energii elektrycznej dla Polski kosztowałby wtedy 72 miliardy USD).   

Trzy grosze: o ile dobrze rozumiem, "około 150 USD za kWh" to cena produkcji akumulatora. Aby obliczyć koszt przechowywania kilowatogodziny, należałoby - w pierwszym przybliżeniu - podzielić te 150 dolców przez żywotność akumulatora, czyli ilość cykli ładowania (ca. 300..500, jeśli chodzi o zwykły Li-ion).
Ponadto pojęcie "akumulator" jest nieco szersze niż "bateria elektryczna". Akumulatorem energii może służyć np. podniesiony na wysokość ciężar, sprężony gaz lub inny płyn, rozpędzone koło zamachowe, itd.

[maziek]

Jest trywialny w tym sensie, że nie ma fizycznych przeszkód, aby magazynować energię w cenie niższej, niż otrzymywana z innych źródeł (kopalne, jądrowe) - uwzględniając oczywiście jej "wydobycie". Natomiast nie jest trywialny, ponieważ obecne ekonomicznie uzasadnione rozwiązania 9te, o których na ogół się myśli) nie są ekonomicznie uzasadnione dla rzeczy większych niż szczoteczka do zębów czy laptop, gdzie ze względu na cenę samego przedmiotu, który zasilają, można sobie na to pozwolić. Nie chodzi o gęstość energii i akumulatorki do tego czy owego, o ile mówimy o rozwiązaniach systemowych a nie o napędzaniu samochodu, tylko o cenę (składaną - produkcja, użytkowanie, recykling) przechowania kilowata na potrzeby państwa. Rozmiar akumulatora i gęstość energii w nim nie ma dużego znaczenia, jeśli mówimy o rozwiązaniach systemowych na poziomie co najmniej kraju a nie pojedynczej chałupy. Najlepszym, działającym i sprawdzonym dobrze rozwiązaniem są elektrownie szczytowo-pompowe, które w krajach posiadających zróżnicowaną rzeźbę terenu jest sens budować. Jest to gotowa technologia, doskonale dopracowana, urządzenia leżą na półkach w sklepie, czas pracy takiego obiektu to co najmniej półwiecze. Mimo więc nakładów - jest to tanie jak barszcz ostatecznie. Kraje płaskie jak stół mają z tym pewien problem. Jeżeli wychodzimy poza kraj to najprostszym rozwiązaniem jest traktowanie globalnej sieci elektroenergetycznej jako magazynu energii. Ponieważ słońce zawsze gdzieś świeci na Ziemi - a nawet na ogół codziennie, to wystarczy wyprodukowaną energię rozesłać tam, gdzie akurat nie świeci. Co prawda przesył energii ma jeszcze niższą sprawność niż elektrownia szczytowo-pompowa (mniej więcej jak 2/3 do 3/4), ale ponieważ słonko grzeje każdy metr kwadratowy na wysokości orbity ziemi z mocą małego czajnika (prawie 1,5 kW), to na pewną rozrzutność można sobie pozwolić. Ziemia w ciągu kilku godzin absorbuje ze słońca ilość energii potrzebną całemu światu w postaci elektryczności przez rok, grzech nie skorzystać. Oczywiście stoją takiemu rozwiązaniu naprzeciw względy natury technicznej (pomniejsze) i polityczno-strategicznej (duże). Głupio by było, gdyby cały kraj był zasilany kabelkiem z zewnątrz i ktoś mógł go wyłączyć w nocy jak lampkę przy łóżku. Być może tych przeszkód (polityczno-strategicznych) nigdy nie uda się pokonać i tego typu rozwiązania właściwe będą tylko dla krajów możliwie "szerokich" (w sensie długości geograficznej). A dla innych jako sensowne uzupełnienie 20 czy 30% bilansu. Tak czy siak ile to trwało nim wreszcie fotowoltaika, rozwijana chyba ciut dłużej niż bateryjki do samochodów (nawet jako człowiek z demoludów pierwszy kalkulator na baterię solarną miałem koło 1980 r. i nie było to już nie wiadomo co), przebiła się a przynajmniej zbliżyła do pułapu ekonomicznej celowości? Dlaczego uważasz, że skoro szumnie mówiąc człowiek opanował inne "egzotyczne" procesy, choćby taki jak budowa opłacalnej elektrowni jądrowej, nie przebije się przez ekonomikę tego rozwiązania? Zwłaszcza, że problem jest bardzo ogólny i można go rozwiązywać na różne sposoby oraz równolegle, nie musi to być zaraz akumulatorek Li-ion. Upowszechnienie fotowoltaiki, które postępuje obecnie z nagła w postępie geometrycznym, w połączeniu z problemami, jaki to powoduje (przeciążenia sieci, odłączanie z tego powodu fotowoltaiki) powoduje, że nagle temat buforowania energii stał się gorący. Ma to odbicie nawet w polityce rządu polskiego. Do niedawna dofinansowano (suto raczej) samą fotowoltaikę, od tego roku również domowe magazyny energii. Jest ruch, będzie efekt, aczkolwiek niekoniecznie spowodowany wydatkowaniem milionów dolarów akurat na chemiczną "bateryjkę".

[Cetarian]

Żeby magazynowanie energii na dużą skalę stało się opłacalne, cena musiałaby zostać zmniejszona zapewne co najmniej o rząd wielkości, z dzisiejszych około 150 USD za kWh do 15 USD. (Tygodniowy magazyn energii elektrycznej dla Polski kosztowałby wtedy 72 miliardy USD).   

Trzy grosze: o ile dobrze rozumiem, "około 150 USD za kWh" to cena produkcji akumulatora. Aby obliczyć koszt przechowywania kilowatogodziny, należałoby - w pierwszym przybliżeniu - podzielić te 150 dolców przez żywotność akumulatora, czyli ilość cykli ładowania (ca. 300..500, jeśli chodzi o zwykły Li-ion).
Ponadto pojęcie "akumulator" jest nieco szersze niż "bateria elektryczna". Akumulatorem energii może służyć np. podniesiony na wysokość ciężar, sprężony gaz lub inny płyn, rozpędzone koło zamachowe, itd.

@L.A.
Zacznę od ubocznej uwagi językowej: Dopóki nie pojawiły się w Polsce laptopy i zwłaszcza telefony komórkowe, „bateria” to jednoznacznie było jednorazowe źródło prądu stałego (dalej się ich używa, np. baterii AA lub AAA do pilotów, itd.), akumulatory były wtedy głównie lub wyłącznie ołowiowe i były instalowane w samochodach.
Razem z telefonami komórkowymi przyszła (z Ameryki) moda na nazywanie akumulatorów w telefonach bateriami. („Bateria w telefonie Zosi/Zenka jest naładowana w 20%” itp.)
Jednak moim zdaniem akumulator to ciągle urządzenie, w którym używa się procesu chemicznego lub fizyko-chemicznego do przechowywania energii.
Inne metody/urządzenia określa się jako magazyny energii. Proponuję pozostać przy tej terminologii.

*
Masz rację, że w praktyce należałoby uwzględnić spadek pojemności akumulatora w funkcji czasu.
Jeśli założymy, że spadek pojemności akumulatora litowo-jonowego wynosi 10% rocznie, to akumulator o pojemności 1kWh gwarantowanej przez trzydzieści lat kosztowałby 585 dolarów. 150 dolarów pierwotny akumulator i dokładane 29 razy 0,1 kWh po 15 USD.
Tygodniowy magazyn energii dla Polski z pojemnością gwarantowaną przez trzydzieści lat kosztowałby dwa tysiące osiemset osiem miliardów dolarów.


**
@maziek

„Najlepszym, działającym i sprawdzonym dobrze rozwiązaniem są elektrownie szczytowo-pompowe, które w krajach posiadających zróżnicowaną rzeźbę terenu jest sens budować. Jest to gotowa technologia, doskonale dopracowana, urządzenia leżą na półkach w sklepie, czas pracy takiego obiektu to co najmniej półwiecze. Mimo więc nakładów - jest to tanie jak barszcz ostatecznie.”

Barszcz pół na pół z kawiorem?

W 2016 roku rząd Irlandii ogłosił, że zbuduje elektrownię szczytowo-pompową Silvermines.
Moc 360 MW, pojemność ca 1,8 GWh, koszt 950 milionów USD.
Wypada 528 dolarów za kWh. (Ale za to może pracować bez remontu przez 35-40 lat).
Przyj tej cenie tygodniowy magazyn energii dla Polski kosztowałby dwa tysiące pięćset trzydzieści cztery miliardy dolarów.

https://www.hydroreview.com/business-finance/ireland-proposes-us-948-million-360-mw-silvermines-pumped-storage-project/#gref
Ireland proposes US$948 million 360-MW Silvermines pumped-storage project

"Minister for the Environment, Alan Kelly, on Jan. 11 announced that Nenagh, County Tipperary, located in central Ireland, proposes to construct the €650 million (US$948 million) 360-MW Silvermines pumped-storage hydroelectric facility at an abandoned open-cast mining site.
Gregory Poindexter1.11.2016"

Tylko że Silvermines na razie nie ma.
   
W 2016 przewidywano, że elektrownia ruszy w 2020 roku.

“After the estimated two-year planning process is complete, the plant could begin generating by 2020.”

Nie ruszyła.
Budowa też nie ruszyła.

https://silvermineshydro.ie/
Current Status
“Silvermines Hydro is currently making steady progress through various stages of development. Obtaining development consent is the next step to move forward with the Project.”

Czekają na pozwolenie.
Dlaczego zły rząd irlandzki nie pozwala na budowę “ostatecznie taniej jak barszcz” elektrowni szczytowo-pompowej?

Nie wiem, ale dopuszczam taką myśl, że jest za droga.

I to pomimo tego, że została zaprojektowana w miejscu byłej kopalni odkrywkowej:   
“ the Silvermines site is ideal for pumped-storage because of its mountainous location, proximity to the existing power grid and the mine’s 200-foot-deep reservoir.”
Gdyby trzeba było od zera wykopać dolny zbiornik i usypać górę pod górny zbiornik, to byłoby jeszcze znacznie drożej.

*     
„Tak czy siak ile to trwało nim wreszcie fotowoltaika, rozwijana chyba ciut dłużej niż bateryjki do samochodów (nawet jako człowiek z demoludów pierwszy kalkulator na baterię solarną miałem koło 1980 r. i nie było to już nie wiadomo co), przebiła się a przynajmniej zbliżyła do pułapu ekonomicznej celowości?”

No właśnie, że się nigdzie nie przebiła, ani nie zbliżyła.
Przez brak magazynów.

Jest dla mnie źródłem długoterminowej i bardzo ponurej fascynacji to, że o ile lamenty z powodu ocieplenia klimatu pojawiają się w mediach niemal codziennie, to praktycznie nikt nigdzie nie porusza problemu kosztów kompletnych systemów energetycznych.

A kompletne koszty odzwierciedlone w cenie wyglądają tak:
 
Kilowatogodzina we Francji kosztowała w 2020 roku 18,99 Eurocenta.
W Niemczech 30,34 Eurocenta.
https://strom-report.de/electricity-prices-europe/

We Francji ca 70% energii elektrycznej pochodziło z elektrowni atomowych. W Niemczech około sześciu procent (w 2020 roku w Niemczech pracowało jeszcze, o ile dobrze pamiętam, sześć bloków [z 22, które kiedyś zbudowali]).
     
Czyli Niemcy za swoją radiofobię (terminologia UNSCEAR) albo nukleofobię lub uranofobię, płacili o sześćdziesiąt procent drożej. W skali roku przepłacili (0,1135 Euro razy 7.035 kWh razy 83.290.000 mieszkańców) 66,4 miliarda Euro.

W 2018 roku Niemcy wpłacały netto do budżetu Unii 17,2 miliarda Euro
https://www.statista.com/chart/18794/net-contributors-to-eu-budget/

Czyli za swoją uranofobię Niemcy płaciły prawie CZTERY (3,85) razy więcej niż przekazywały pozostałym państwom Unii (tzn. beneficjentom netto).

Taka jest skala problemu niemieckiej uranofobii.
 
I takie są rzeczywiste koszty Energiewende.

**
„Dlaczego uważasz, że skoro szumnie mówiąc człowiek opanował inne "egzotyczne" procesy, choćby taki jak budowa opłacalnej elektrowni jądrowej, nie przebije się przez ekonomikę tego rozwiązania?”

Nie twierdzę, że się (nigdy) nie przebije.
Kiedyś może tak.
Ale nic nie wskazuje na to, żeby wkrótce pojawiły się tanie magazyny energii.

Najbardziej obiecującym projektem wydaje się akumulator z płynnego metalu firmy Ambri.
Ale zwracam uwagę, że Sadoway, profesor MIT (dziś już emerytowany) pracuje nad tym projektem od 2005 roku, od osiemnastu lat. Firmę Ambri założył ze współpracownikami w 2010 roku. Poniżej jego wykład z serii TED z marca 2012 roku i rozmowa z Sadoway’em z 2021 roku.   
Sadoway twierdzi, że akumulator Ambri będzie utrzymywał ponad 99% pojemności po pięciu tysiącach cykli (ładowania i rozładowania).  Sadoway w tej rozmowie z 2021 r. nie podaje, ile jego akumulator będzie kosztował. Na razie Ambri stara się pozyskać kolejną transzę finansowania.
 
Stąd pytania: ile lat jeszcze upłynie, zanim ta technologia zostanie uznana za w pełni sprawdzoną i stabilną?
Ile będzie kosztował akumulator o pojemności 1 kWh?
O ile pamiętam, Sadoway wspominał kilka lat temu, że to może być 50 USD, ale w tej rozmowie z 2021 roku cena się nie pojawia.
(Przy cenie 50 USD za kWh, tygodniowy magazyn energii dla Polski kosztowałby 240 miliardów dolarów).   

Jeśli wszystko pójdzie dobrze, ile dekad będzie potem trwała produkcja magazynów energii na tydzień dla całego świata?

Dlatego uważam, że należałoby natychmiast rozpocząć testy geoinżynierii, a konkretnie tzw. efektu Pinatubo. (SRM/SAI Solar Radiation Management/ Stratospheric Aerosol Injection).

*
https://en.wikipedia.org/wiki/Donald_Sadoway

https://en.wikipedia.org/wiki/Ambri_(company)

"The Liquid Metal Battery Corporation was formed in 2010 to commercialize the liquid-metal battery technology invented by Professor Donald Sadoway and Dr. David Bradwell at the Massachusetts Institute of Technology. It was renamed Ambri in 2012.[3] In 2012 and 2014, it received $40 million in funding from Bill Gates, Khosla Ventures, Total S.A., and GVB"

Donald Sadoway: The missing link to renewable energy
26 mar 2012

Ambri: A Battery that Could Change the World
19 mar 2021

**
Przy okazji sensowny artykuł o „kolonizowaniu” Marsa.

https://www.theguardian.com/books/2023/aug/21/the-big-idea-should-we-colonise-other-planets

[Lieber Augustin]

Zacznę od ubocznej uwagi językowej: Dopóki nie pojawiły się w Polsce laptopy i zwłaszcza telefony komórkowe, „bateria” to jednoznacznie było jednorazowe źródło prądu stałego (dalej się ich używa, np. baterii AA lub AAA do pilotów, itd.), akumulatory były wtedy głównie lub wyłącznie ołowiowe i były instalowane w samochodach.
Razem z telefonami komórkowymi przyszła (z Ameryki) moda na nazywanie akumulatorów w telefonach bateriami. („Bateria w telefonie Zosi/Zenka jest naładowana w 20%” itp.)
Jednak moim zdaniem akumulator to ciągle urządzenie, w którym używa się procesu chemicznego lub fizyko-chemicznego do przechowywania energii.
Inne metody/urządzenia określa się jako magazyny energii. Proponuję pozostać przy tej terminologii.

Niech i tak będzie, pozostańmy przy tym nazewnictwie. Aczkolwiek słowo "akumulator" pochodzi podobno od łacińskiego "cumulare" - gromadzić, magazynować, i w sumie na jedno wychodzi

Gwoli ścisłości zaznaczę na marginesie, że "bateria" to z definicji zestaw składający się z kilku jednakowych elementów. Taka na przykład bateria armat. Albo bateria ogniw elektrochemicznych, obojętnie, jednorazowych czy ładowalnych. Pod tym względem nazywanie elementów AA lub AAA baterią jest chyba trochę nie na miejscu.

A co do baterii w telefonie, to nie jestem do końca pewien, że to faktycznie bateria. Pod względem napięcia znamionowego (3,6V) to raczej ogniwo. Z drugie strony diabli wiedzą, może technologicznie to właśnie bateria z kilku ogniw, połączonych równolegle...

[maziek]

Dlaczego zły rząd irlandzki nie pozwala na budowę “ostatecznie taniej jak barszcz” elektrowni szczytowo-pompowej?

Mogą być różne odpowiedzi, po pierwsze jak sam zauważyłeś, bo zły to rząd, albo bo kadencja za krótka, lub że to politycy, albo że na Morzu Irlandzkim są świetne warunki  do budowy elektrowni wiatrowych (w istocie, największe na świecie tam są), a wiatry są pewniejsze od słońca. Trudno powiedzieć. Ale nie o to chodzi. Elektrownie szczytowo-pompowe (angielska nazwa jest bliższa prawdy - pumped storage - bo nie produkuje to prądu, a tylko przechowuje) - powstały głównie ponieważ dobowe wahania poboru prądu powodowały rozstrojenie sieci energetycznej, zwłaszcza jeśli była zasilana głównie turbinami parowymi, których nie można ot tak zatrzymać, bądź uruchomić. Zajmuje to raczej godziny niż minuty, powoduje duże straty opału nie mówiąć o zagrożeniu stabilności samej sieci itd. Więc rozwinięto tę technologię nie dlatego, że była energia ze słońca, a dlatego, żeby zapewnić stabilność sieci - i nawet tylko z tego powodu się to opłacało. Tzn. te elektrownie kupowały prąd w środku nocy, kiedy był najtańszy, a sprzedawały w dzień, kiedy był najdroższy - i mimo straty na kWh 20-30% wychodziły na swoje. Potem rzecz troszkę straciła na znaczeniu, z powodu zastąpienia wielu turbin parowych gazowymi (które dużo szybciej można uruchomić i zatrzymać) a ponadto z powodu łączenia sieci pomiędzy krajami, dzięki któremu taniej pożyczyć a potem odebrać prąd od sąsiada niż budować elektrownię szczytowo-pompową. No ale teraz nastąpiła zmiana sytuacji, jest to początek, ale minęło parę lat i co by nie mówić nastąpił rozwój zarówno wiatrakowni jak i solarystyki. To bardzo krótko póki co, ale pojawił się trend. Jeśli chodzi o wiatr to można mówić (rząd wielkości) o jakichś 30 latach wyraźnego rozwoju, a jeśli chodzi o baterie słoneczne - może 10. Tzn. rząd wielkości ten sam, ale mniej więcej wiadomo o co mi chodzi. Na początku lat 90-tych typowa moc turbiny wiatrowej wynosiła pół megawata, pod ich koniec 2 megawaty, teraz średnio ponad 5 megawatów. Obecnie wchodzą 10 megawatowe i większe - mówię o modelach, które wkrótce albo już są budowane. W ciągu 30 lat opłacało się - to jest bardzo ważne, że się opłacało, przeć ku zwiększeniu mocy takiej turbiny o czynnik 20. A zdajesz sobie sprawę sądzę, jakich nakładów to wymaga od komercyjnych firm, które je budują, na personel, badania, rozwój, materiałoznawstwo, infrastrukturę, budynki (jedna łopata na przykład 100 m długości), wreszcie "tylko" transport i ustawienie 100 czy więcej metrowego kolosa na morzy i pociągnięcie kabelka. Itd. Dopóki to był nikły procent produkcji prądu, nie istniał problem jego magazynowania. Ot był to mile widziany bonus, my produkowaliśmy taniej prąd z łopat czy słońca i mogliśmy nim zapychać dziury bo i tak wychodziliśmy na swoje - bo jakaś dziura do zacerowania zawsze się znalazła. Ale życie nie zna próżni i nikt nie może zachować uprzywilejowanej pozycji stojąc w miejscu. Naśladowców przybywa a kiedy wzrasta ilość generowanego tak prądu to zapychanie dziur traci sens, bo jest ich za mało, bo po co produkować za drogie pieniądze coś, czego połowę trzeba za pomocą uziemienia bądź postawienia łopat w chorągiewkę spuścić do śmietnika?


Wydaje mi się, że nazbyt optymistycznie oceniasz obroty kół zębatych machinerii postępu. Wielkie zmiany (przejście z węgla na ropę, potem na atom itd., cokolwiek z "dużych" technologii byś rozpatrywał) zajmuje kilkadziesiąt lat. Można na drugi dzień po zakupieniu wyrzucić buty jak się odpodobały, ale nie można tak postąpić z infrastrukturą wartą miliardy, obliczoną na resurs 20 czy 50 lat. W wielu krajach, nawet rozwiniętych, nadal sporą część infrastruktury stanowią drewniane słupy i przyłącza napowietrzne "gołym" drutem. Dlaczego? Bo nikt nie skasuje wciąż dobrego drewnianego słupa postawionego 50 lat termu, tylko dlatego, że 40 lat temu zaczęto stawiać betonowe, 30 lat temu wibroprasowane, a od kilkunastu lat często strunobetonowe, Taka też jest globalna sieć energetyczna niezależnie od stopnia jej zróżnicowania od kraju do kraju. Prawdziwe parcie na duże magazyny energii ma może 10 lat, więc jeszcze z 30 trzeba poczekać, bo nikt nie zbuduje ich, w proporcji do globalnej konsumpcji energii, o pojemności 20 czy 30% niezależnie czy miałyby być ze słomy, czy ze złota. Nikogo na to nie stać nawet, jeśli byłoby to opłacalne. Natomiast w tym horyzoncie czasowym to, o ile dożyję, bardzo się zdziwię, jeśli sprawa nie pójdzie do przodu. I w tym sensie piszę.


Wracając do hydroelektrowni może rząd irlandzki zrezygnował a ponoć polski pragnie zreanimować jeden z zarzuconych projektów. Na świecie parę się jakoś buduje i projektuje nowe. Więc to, że akurat w Irlandii z jakichś powodów zrezygnowano, to nie jest mocny argument. W Chinach budują. Może w tej miejscówce w Irlandii było za płasko? Szwajcaria może zmagazynować około 1/3 zapotrzebowania w ten sposób.

„Tak czy siak ile to trwało nim wreszcie fotowoltaika, rozwijana chyba ciut dłużej niż bateryjki do samochodów (nawet jako człowiek z demoludów pierwszy kalkulator na baterię solarną miałem koło 1980 r. i nie było to już nie wiadomo co), przebiła się a przynajmniej zbliżyła do pułapu ekonomicznej celowości?”

No właśnie, że się nigdzie nie przebiła, ani nie zbliżyła.

Niemcy zainstalowanej mocy energii odnawialnej mają nominalnie więcej niż z tradycyjnych źródeł. Mimo braku magazynów. Czy robili to w celu pozbycia się nadmiaru środków finansowych? Dziwnie brzmi Twoje twierdzenie, patrząc na to, że jak kraj i świat szeroki narody instaluję te batarejki. Od razu powiem, że argument że bo Unia dopłaca biorę za kiepski argument.

Jest dla mnie źródłem długoterminowej i bardzo ponurej fascynacji to, że o ile lamenty z powodu ocieplenia klimatu pojawiają się w mediach niemal codziennie, to praktycznie nikt nigdzie nie porusza problemu kosztów kompletnych systemów energetycznych.

A nie dziwi cię że niemal codziennie piszą w mediach że ktoś kogoś zaciukał, podpalił albo przynajmniej nasikał mu na płot, a bardzo rzadko, że ktoś sobie szczęśliwie żyje, jest życzliwy dla innych i nie ma w tym drugiego dna w postaci tego, że to wyłącznie w ramach ekspiacji, iż w dzieciństwie truł ptaki ziarnem na szczury?

Czyli Niemcy za swoją radiofobię (terminologia UNSCEAR) albo nukleofobię lub uranofobię, płacili o sześćdziesiąt procent drożej.

No OK, ale akurat na temat siłowni jądrowych to mam zdanie zdaje się takie jak Twoje. Uważam, że to stabilna technologia, zanieczyszczenia z tego są ułamkowe w stosunku do węgla czy ropy, problemy z odpadami głównie wydumane. To teraz mógłbym nieco złośliwie stwierdzić (odnośnie do Twego "irlandzkiego" argumentu), że oto widocznie atom jest do kitu, skoro rząd polski wstrzymał zaczętą już budowę elektrowni atomowej w Żarnowcu. Tym niemniej światem, wbrew sądom wielu, nie rządzą księgowi tylko królowie i gawiedź. Jak widać "suweren" może swoje 3 grosze wtrącić i skoro dzwony (dżinsy) są de mode to przemysł nie będzie ich produkować nawet pomimo tego, że zapewniają świetną wentylację łydek. bo naród nie chce ich kupować (póki co, w każdym razie)

Nie twierdzę, że się (nigdy) nie przebije. Kiedyś może tak. Ale nic nie wskazuje na to, żeby wkrótce pojawiły się tanie magazyny energii.

Zdefiniuj "wkrótce", to się odniosę. Ja sądzę, że w podanym wyżej horyzoncie czasowym, czyli moim "wkrótce" - tak.

Najbardziej obiecującym projektem wydaje się akumulator z płynnego metalu firmy Ambri.

Pomyśl o chwili, kiedy Benz skonstruował swoją bryczkę napędzaną koniem mechanicznym. Była, racjonalnie rzecz biorąc, kompletnie bez sensu.
 

Dlatego uważam, że należałoby natychmiast rozpocząć testy geoinżynierii, a konkretnie tzw. efektu Pinatubo. (SRM/SAI Solar Radiation Management/ Stratospheric Aerosol Injection).

No i teraz sobie sam odpowiedz na pytanie, biorąc pod uwagę potrzebne ilości, pieniądze, możliwości itd. zakładając, że od jutra jakieś rozsądne środki przeznaczą na to bogate kraje (myślisz że Polska mogłaby coś wysupłać z budżetu? Pewnie nie, ale tacy altruistyczni bogacze jak Ameryka...), ile lat upłynie, zanim testy w ogóle się zaczną, wejdą w skalę preużytkową, powiedzmy taką eksperymentu tylko ale dającego choć jakikolwiek mierzalny globalny efekt w naturze, a nie w laboratorium, ile lat minie, aby choć z grubsza upewnić się, że efekt w ogóle istnieje globalnie, bo przecież te fluktuacje, że nie leczymy dżumy zarazą, vide opuncja w Australii i inne wynalazki ludzkiego geniuszu itd? Jak sądzisz? 40 lat? 60? Może jesteś optymistą, że 20? W końcu na papierze mamy, że działa, trzeba tylko przeznaczyć na to jakiś nikły procent globalnych zasobów, mimo, że nieglobalnie jeden drugiemu stanąłby na tchawicy, jakby mógł. To ja sądzę, że w tym czasie technika "akumulatorowa" posunie się jednak nieco do przodu .

[Q]

Starship wystartował:

Potem znowu przy lądowaniu coś nie pykło....

Ale Musk zadowolony. Niemniej - wideć, że do lotu na Marsa wciąż bardzo daleko.

[Q]

Nowe expose Muska:
https://space24.pl/pojazdy-kosmiczne/systemy-nosne/starship-i-baza-na-marsie-elon-musk-o-przyszlosci-spacex

[Q]

Rożek na tytułowy temat:
https://raportostanieswiata.pl/raportalia/o-bazie-na-marsie/

[Q]

Jak nie taki projekt::
https://en.wikipedia.org/wiki/DearMoon_project
...anulują, bo Starship niegotowy:
https://www.space.com/japanese-billionaire-cancels-spacex-starship-moon-dearmoon-flight
To start Starlinera przełożą:
https://wiadomosci.onet.pl/swiat/kluczowa-misja-nasa-odwolana-cztery-minuty-przed-startem-pech-starlinera/vffw6gl
Coraz marniej to wygląda...

[Q]

Kolejne - nerkowe - wyzwanie nawet nie dla kolonizacji, a dla zwykłego lotu:
https://www.nature.com/articles/s41467-024-49212-1
https://naukawpolsce.pl/aktualnosci/news%2C103250%2Cnerki-astronautow-moga-nie-przetrwac-wyprawy-na-marsa.html

[Q]

Wracając do śmiałych planów... Nagrania debat z European Rover Challenge 2022 (tym razem od drugiego z kolegów-lurkerów):

Oraz transmisja live z obecnego: