Лоутек возобновляемая энергетика

[vashu11]

Лоутек здесь употребляется в смысле - без солнечных элементов. По мотивам дискуссии.

Потребление энергии в Англии. 1800-1840 - 60 ГДж/человека, 1870-1900 - 60 ГДж/человека(другие страны сильно отставали - см. Power to the People Energy in Europe over the Last Five Centuries, стр. 278).

Сколько нам могут дать возобновляемые дрова(о возобновляемой металлургии, coppicing)? Грубо - 100 м3 на га за 10 лет, 1000 тонн леса в год с км2. С 30 человек на км2 и шестой частью территории под лес - 5 тонн дерева на человека, 60 ГДж/чел. Если брать по 3 тонны сухого(18 МДж/кг) дерева с гектара в год(см. обсуждение в комментариях), то при плотности 30 человек на км2 и третью территории под лес у нас будет 60 ГДж/чел(100 Вт механической энергии при КПД 5%, 400 Вт при 20%).

30 человек на км2 - плотность населения европейской части России в начале 20-го века, уровень вполне нормальный для средневековья, но втрое меньше уровня Англии 1850.

===

Россия потребляет 854 Вт электричества на человека, 16% - ГЭС. Итого 140 Вт гидроэнергии на человека.

Насколько быстро окупается ГЭС?

Красноярская ГЭС. "Годовая выработка электроэнергии - 18,350 млн кВт⋅ч В ходе строительства Красноярской ГЭС было переработано 9,45 млн м³ мягких грунтов, извлечено 6,4 млн м³ скальных пород, уложено 5,765 млн м³ бетона и железобетона, смонтировано 118 тыс. тонн металлоконструкций, механизмов и оборудования."

Итого получаем 70 ПДж в год. 5 млн м3 бетона при 500 МДж на м3 - 3 ПДж, 200 кило арматуры на м3 бетона - получаем порядка миллиона тонн стали.

На выплавку 1 т стали расходуется в среднем 700 - 800 кВт ч электроэнергии(электросталь) или полтонны кокса, 3 ГДж и 15 ГДж соответственно. Берем по максимуму - 15 ПДж энергии.

В общем EROI явно отличный. Может это какая-то ошибка или исключение?

Саратовская ГЭС "Годовая выработка электроэнергии - 5400 млн кВт⋅ч В ходе строительства Саратовской ГЭС было произведено 69,7 млн м³ выемки и 38,4 млн м³ насыпи мягкого грунта, 2,3 млн м³ каменной наброски, фильтров и дренажей, уложено 3,09 млн м³ бетона и железобетона, смонтировано 42,55 тыс. т металлоконструкций и механизмов."

Получаем 20 ПДж в год. Расход на бетон - 3 ПДж, сталь - 7 ПДж. Неплохо.

Comments

[3seemingmonkeys.livejournal.com]

о, спасибо, какая интересная книжка
написано что они выращивали в основном хвойные (spruce, fir, silver fir), плотность 450 кг/м3 и менее
специально на дрова похоже не выращивали, в Баварии 4.4 м3/га, при этом 80% приходится на faggots
т.е. дрова получались как побочный продукт строевого леса (хотя по массе основной)
самый большой выход в Юре -- 7 м3/га silver fir = 2.9 т/га, в исключительных условиях
чем больше лес тем меньше выход, в Пруссии с 8М га лесов, 2.1 м3/га (1 т/га) на равнине и в 2 раза больше в холмах, а в среднем около 1.25 т/га -- я думаю эту цифру можно брать за средний выход строевого леса на большой территории. Вопрос во сколько раз дровяной лес более продуктивен.
если в 2-3 раза то получатся как раз цифры американской фермы

[3seemingmonkeys.livejournal.com]

зы интересно про forest of Haye (стр 79) пишут что его эксплуатировали как coppice и он давал всего 2 м3/га, потому что была не подходящая почва (сухая). если бы там вырастили высокий лес он давал бы 5-6 м3/га, т.к. была бы хорошая тень и вода меньше испарялась из почвы

[vashu11.livejournal.com]

Вообще если уж мы перешли на oven dried tons то я считал 12 МДж на кг - относительно сырые дрова, а odt это скорее 18 МДж/кг. Те 5-10 тонн это всего 3.3-6.6 odt

Почитал немного про энергетические леса https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B5%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%BB%D0%B5%D1%81 - 10.1016/j.biombioe.2008.01.002 и 10.1111/j.1469-8137.2008.02396.x и понял что я не хочу это читать :) Гребанная биология

Интересный момент оттуда - нормальные удобрения никто не юзает, невыгодно.
// A possible explanation for the lack of fertilization ofcommercial willow plantations is to consider it as a result of logical economical considerations by the farmer.
хотя кто-то юзает sewage sludge

Но в целом с современными знаниями агротехники и пестицидами 10 odt выглядят достижимо и, имхо, в таком лоутеке с ГЭСами пестициды будут.

[3seemingmonkeys.livejournal.com]

сушеная древесина вроде 15 мдж? (10-15% воды)

10 odt это в теории. в последней статье дают среднюю коммерческую продуктивность 3.8 odt в швеции, ~6 odt у 25% лучших

азот может не нужен т.к. он возвращается в почву с листьями?

что применяется, чего не было в 19 веке:
- гмо сорта (худший дал всего 2 odt)
- гербициды
- заборы от зайцев и оленей
- ивы вместо более серьезных деревьев

последнее я думаю связано с трудозатратами. сейчас иву собирают спец харвестеры и рубят в щепки заодно. поэтому могут очень плотно высаживать, 10-20к растений на гектар, и применять ротацию всего в 4-5 лет. кстати в экспериментах ротация еще короче, 3 года, но наверное экономически это уже не выгодно т.к. хотя продуктивность земли увеличивается но и трудозатраты растут. в древности могла быть выгодна более длинная ротация, лет может 7-10.

[vashu11.livejournal.com]

// сушеная древесина вроде 15 мдж

odt мне кажется это полностью просушенное.
// Абсолютно сухие дрова лиственных пород выдают около 5 кВт·ч тепла на килограмм дров. Абсолютно сухие дрова хвойных пород дают около 5,2 кВт·ч

// - заборы от зайцев и оленей

В "The forester; a practical treatise" пишут что заборы были.

// 3.8 odt в швеции, ~6 odt у 25% лучших

Где эта Швеция. На глубоком севере...

Ладно. У меня наверное уже предубежденность работает или как там это называется. Пять так пять )

[3seemingmonkeys.livejournal.com]

ну, я имею ввиду что 18 мдж и 15 мдж разница не существенная

в экспериментах швеция наоборот больший урожай показала чем англия (1 и 3 колонки)

[vashu11.livejournal.com]

На глаз вся эта куча цифр в единую картину пока у меня не собирается, возможно визуализация бы помогла.

Из статей про энерголес интересна https://www.dropbox.com/s/ux07jysgklgf57n/coppice_10.1111%3Aj.1469-8137.2008.02396.x.jpg те в целом по Англии желтый преобладает и размазан равномерно. Найти бы такое же для всей Европы...