anagaminx (anagaminx) wrote,
anagaminx
anagaminx

Оззи Зенер - Солнечные панели вызывают глобальное потепление

Обучение на практике: претензии к будущему

В 1980-х годах руководители Ford Motor Company заметили в своих показателях продаж одну особенность. Клиенты запрашивали автомобили с трансмиссией, построенной на их японском заводе, вместо американского. Это озадачило инженеров, поскольку и американские, и японские трансмиссионные заводы строились по одним и тем же чертежам и с одинаковыми допусками; передачи должны были быть идентичными.
Но нет. Когда инженеры Ford разобрали и проанализировали трансмиссии, они обнаружили, что, хотя американские детали соответствовали допустимым допускам, японские детали попадали в еще более жесткие допуски, в результате чего трансмиссии работали более плавно и приводили к меньшему количеству дефектов - эффект, который исследователи приписывают преобладающей японской философии Кайдзен. Кайдзен - это модель постоянного совершенствования благодаря практическому опыту работы с технологиями.

Популярность кайдзен во время Второй мировой войны росла, в основном благодаря стратегиям американских военных инноваций, разработанным У. Эдвардсом Демингом. День, когда инженеры Ford отправили свои чертежи в Японию, стал началом этого процесса проектирования, а не концом. Историки технологического развития указывают на такие эффекты обучения на собственном опыте при объяснении многочисленных историй технологического успеха. Можно ожидать, что такие эффекты принесут пользу и солнечной фотоэлектрической промышленности.

Действительно, есть много случаев, когда такое обучение на практике помогает солнечной промышленности. Например, California Solar Initiative решила многочисленные непредвиденные проблемы во время многолетней установки солнечных систем по всему штату - неожиданные и обременительные административные требования, длительные периоды обработки заявок, увеличенные сроки оплаты, задержки подключения, дополнительные гарантийные расходы, а также проблемы с измерением и мониторингом систем.
Взятые вместе, эти проблемы стимулировали обучение, которое было бы невозможно без практического опыта реализации крупномасштабной солнечной инициативы. 22 Сторонники солнечной энергии утверждают, что такое обучение снижает стоимость солнечных элементов. 23
Но какая часть падения цен на фотоэлектрические элементы за последние полвека была вызвана эффектом обучения на практике, а какая часть возникла из-за других факторов?
Когда Грегори Немет из группы по энергетике и ресурсам Калифорнийского университета выделил эти факторы, он обнаружил, что инновации на основе обучения на практике лишь незначительно повлияли на снижение стоимости солнечных элементов за последние тридцать лет.
Его результаты показывают, что обучение на собственном опыте «лишь слабо объясняет изменение наиболее важных факторов - размера предприятия, эффективности модуля и стоимости кремния» 24. Другими словами, хотя эффекты обучения на практике действительно влияют на отрасль производства фотоэлектрических элементов, Похоже, что огромные инвестиции в систему производства и распространения не оправдываются.

Тем не менее, есть связь, которую доктор Немет не изучал: связь кремния с быстрым развитием микроэлектронной промышленности. И микрочипы, и солнечные элементы изготавливаются из кремния, поэтому, возможно, они оба подчиняются закону Мура, согласно которому количество транзисторов на микрочипе будет удваиваться каждые двадцать четыре месяца.
Исполнительный директор Nanosoar отмечает: «Сегодняшняя солнечная промышленность похожа на конец 1970-х годов, когда доминировали мэйнфреймы, а затем Стив Джобс и IBM выпустили персональные компьютеры».
Статья York Times подтверждает сравнение высоких технологий: «Связь между законом Мура и солнечными технологиями отражает техническую реальность, в которой компьютерные чипы и солнечные элементы имеют много общего».
Вам будет сложно найти единственного физика, с которым можно согласиться.
Размещение большего количества транзисторов на микрочипе обеспечивает лучшую производительность и, следовательно, снижает затраты, но миниатюризация и плотная упаковка солнечных элементов просто уменьшает их площадь поверхности, подверженную воздействию солнечной энергии.
Меньше - хуже, а не лучше. Но сравнение размеров - это буквальная интерпретация закона Мура. Соответствуют ли солнечные технологии закону Мура с точки зрения стоимости или производительности?
Нет и нет.
Сторонники не предлагают данных, статистических данных, цифр или каких-либо других объяснений, кроме самого сравнения - беглого. Микрочипы, солнечные элементы и Лонг-Бич - все содержат кремний, но на этом их сходство заканчивается. Безусловно, солнечные технологии улучшатся - по этому поводу мало аргументов - но ожидать, что они будут развиваться темпами, даже приближающимися к темпам компьютерной индустрии, как мы увидим, становится гораздо более проблематичным.

Солнечная энергия и парниковые газы

Возможно, нет более важного преимущества солнечных элементов, чем их способность сокращать выбросы CO2. И, возможно, эта самая малоправдопободная выгода.

Рисунок 2: Стоимость солнечных модулей не соответствует закону Мура. Несмотря на то, что сторонники солнечной энергии часто ссылаются на закон Мура, данные за три десятилетия показывают, что снижение затрат на фотоэлектрические модули не отражает снижение затрат в индустрии микроэлектроники. Обратите внимание на логарифмический масштаб. (Данные из Solarbuzz и Intel) 18

Для начала группа ученых из Колумбийского университета подсчитала, что углеродный след солнечного элемента в течение жизненного цикла составляет от двадцати двух до сорока девяти граммов CO2 на киловатт-час (кВтч) произведенной солнечной энергии. Это углеродное воздействие намного ниже, чем у ископаемого топлива. Предлагает ли это обоснование для субсидирования солнечных панелей?

Мы можем начать с рассмотрения рыночных цен на парниковые газы, такие как CO2. В Европе компании должны покупать ваучеры на выбросы CO2, которые продаются по цене от двадцати до сорока долларов за тонну.

Большинство аналитиков ожидают, что цена на американские разрешения стабилизируется на открытом рынке где-то ниже тридцати долларов за тонну. 28 Современные солнечные технологии будут конкурировать с углем только в том случае, если углеродные индульгенции вырастут до трехсот долларов за тонну. Фотогальваника может номинально конкурировать с природным газом только в том случае, если компенсация выбросов углерода резко вырастет до шестисот долларов за тонну. 29

Трудно представить условий, которые в реальном выражении подтолкнули бы цены на углекислый газ до таких стратосферных уровней. Даже некоторые из самых дорогих вариантов обращения с CO2 станут конкурентоспособными по стоимости задолго до появления современных технологий солнечных батарей. Если нашей целью является ограничение CO 2, возможно, нам лучше сначала направить наше время и ресурсы на эти варианты; солнечные элементы кажутся расточительной и дорогостоящей стратегией.

К сожалению, это еще не все. Солнечные элементы не только являются дорогостоящим инструментом для сокращения выбросов CO2, но их производственный процесс также является одним из крупнейших источников выбросов гексафторэтана (c2f6), трифторида азота (nf3) и гексафторида серы (sf6).

Эти три ужасных парниковых газа, которые используются для очистки оборудования для производства плазмы, делают CO2 безвредным. Как парниковый газ, c2f6 в двенадцать тысяч раз мощнее, чем co2, на 100 процентов производится людьми и сохраняется десять тысяч лет после выброса в атмосферу. nf3 в семнадцать тысяч раз более опасен, чем co2, а sf6 - самый опасный парниковый газ, по данным Межправительственной группы экспертов по
изменению климата - в двадцать пять тысяч раз опаснее. 31

Солнечная фотоэлектрическая промышленность является одним из ведущих и наиболее быстро растущих источников выбросов этих газов, которые в настоящее время заметно накапливаются в атмосфере Земли. Недавнее исследование NF3 сообщает, что концентрация этого газа в атмосфере растет на тревожные 11 процентов в год. 32
Subscribe

promo anagaminx august 23, 2020 07:23 Leave a comment
Buy for 100 tokens
Стив Павлина - Почему мне так нравится моя жизнь? «Решить проблему денег раз и навсегда» - вот над чем я работал много лет! Я немного подумал в своем дневнике о том, почему мне так нравится моя жизнь. Вот что я придумал: Пространство для размышлений Мне нравится, что моя жизнь не перегружена…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments