Источник
Ядерная энергия - LiveJournal.com
20 февраля, 23:02

США начинает новую программу быстрых реакторов?

  • 0

Сенат США утвердил финансирование на концептуальную проработку нового исследовательского быстрого реактора, который пока называет просто  "versatile reactor-based fast neutron source" т.е. "универсальный источник быстрых нейтронов на базе реактора". Напомню, что последний (исследовательский) быстрый реактор и в США Fast Flux Test Facility был остановлен в 1993 году в силу произошедшей к этому моменту полной потерей государством и бизнесом интереса к быстрым реакторам.Верх активной зоны реактора FFTF перед заполнением натрием и пуском в 1978 году.Надо заметить, что умение менеджеров в США быстро закрывать направления, которые перестают казаться перспективными, и не обещают отдачи в ближайшие 5-10 лет, обычно благоприятное для бизнеса, здесь сыграло двоякую роль. Сегодня исследовательские быстрые реакторы, доступные для проверки новых идей - абсолютный эксклюзив, в мире функционирует ровно 1 (одна) такая установка - БОР-60 в институте НИИАР. У кого же не получается попасть в места в активно зоне этого реактора вынуждены довольствоваться либо маломасштабными экспериментами в кольцевых твэлах исследовательских реакторов с тепловым спектром нейтронов, либо строить национальные установки, как сделали в Индии, Японии и Китае (впрочем, Китай пока только в начале пути, с мучительным освоением первого быстрого реактора).В итоге именно вокруг БОР-60 и его наследника МБИР собираются команды, занимающиеся реальной разработкой быстрых реакторов - будь то американские инженеры из TerraPower, финансируемые Биллом Гейтсом или южнокорейские разработчики из KAERI, а так же лишенные на сегодня своего быстрого реактора опытнейшие французы из Areva (теперь Orano). Возможность общения, наблюдения за методиками и частично - топливом ведущих специалистов в такой хайтечной сфере как технологии быстрых реакторов стоит многого. И, кажется, это понимают и американцы, форсируя развитие своего центра притяжения.Молчаливая презентация МБИРПока точно неизвестно, какой из проектов национальных атомных лабораторий США будет двинут вперед, но вот известный американский атомный эксперт Эд Лайман считает, что это реактор FASTER, концептуальную проработку которого сделала Аргонская национальная лаборатория.FASTER - это быстрый реактор тепловой мощностью 300 мегаватт (в 2 раза больше, чем МБИР), охлаждаемый натрием и с несколькими интересными фишками. Во-первых, здесь планируется использовать металлическое топливо, т.е. сплав из урана, плутония и циркония - никакого кислорода, никакого азота в активной зоне. Это топливо обладает двумя важными плюсами - оно очень теплопроводно, что позволяет создавать активные зоны колоссальногой энергонапряженности (и забегая вперед - в FASTER именно такая АЗ) и имеет максимальную концентрацию атомов делящегося вещества из всех вариантов топливных композиций. Что в свою очередь облегчает создание потоков нейтронов высокой мощности. В частности, в FASTER планируются потоки до ~5*10^15 н*c/см^2 - такие же, как в МБИР, в котором концентрация плутония в топливе будет в два раза выше, и чуть ниже, чем в более мощной FFTF.Активная зона реактора шагает от топлива - очень высокое объемное энерговыделение доходящее до 900 мегаватт на кубометр (для сравнения - у ВВЭР ~100 мегаватт, а у БН-600 - 400), высокий подогрев натрия при проходе через АЗ (155 С). Предполагается наличие 3 петлевых ячеек (т.е. там можно организовать петлю с другим теплоносителем - водой, жидким свинцом, газом, расплавом соли и т.п.) и 36 позиций для тестовых сборок и облучательных устройств. Одной из фишек реактора вляется наличие зоны с замедлителем и тепловым спектром, что позволяет исследовать и облучать и образцы, которым нужен тепловой спектр, хотя здесь у реактора будет множество конкурентов.За пределами активной зоны планируется практически стандартное решение: бассеновое размещение теплообменников 1-2 контура и ГЦН 1 контура, разве что одинарная поворотная пробка и внутренняя перегрузочная машина-манипулятор - нестандартное решение (что-то похожее можно увидеть на реакторе MYRRHA). Второй контур - натриевый, отводит тепло на турбогенератор с мощностью около 120 МВт (кпд 40% - примерно стандарный для натриевых реакторов с такой температурой теплоносителя на выходе).Разрез корпуса реактора. Стоимость строительства оценивается в 2,8 млрд долларов (и 13 лет на реализацию, включая НИОКР) разработчиками, Сенат в своем законе указывает гораздо более оптимистичные цифры - 2 млрд и 7 лет. Содержание реактора оценивается в 170 млн долларов в год, при этом производство электроэнергии может приносить 100 млн.Однако, даже не касаясь переменчивости политической коньюктуры, и вполне вероятного закрытия проекта демократической администрацией, которая наверняка рано или поздно придет к власти в США, встает вопрос - кто может быть потребителем услуг такой немаленькой установки? Да, в 5 раз меньший БОР-60 загружен полностью и выкуплен до конца срока службы, однако МБИР, скажем, все таки не набрал пока достаточного количества твердых клиентов, что бы полностью загрузить комплекс (и оплатить производство оборудования, которое бюджет РФ не финансирует). Надо вспомнить, что большими программами быстрых реакторов сегодня занимаются только в рамках национальных стратегий (России, Индии, Китая и с некоторыми оговорками Европы, Японии и Южной Кореи), но не занимается бизнес - т.е. компании типа Areva (т.е. Orano), Westinghouse, GE Hitachi, хотя у последней, например, есть проект быстрого реактора PRISM.Есть и еще один момент. Как я показал не так давно, быстрые реакторы очень хорошо совместимы экономически с переработкой ОЯТ, и плохо - с открытым циклом. А запрет на переработку ОЯТ по всему миру - краеугольный камень политики США, которую она продвигает уже не первое десятилетие.На момент строительства FFTF в середине 70х (на фото), будущее быстрых реакторов в США еще виделось в гораздо более позитивном ключе.Масштабные национальные программы России, Индии и Китая, понятно, не станут клиентами нового американского БР. Бизнес, в основном, тоже не станет в силу плохой совместимости развития быстрых реакторов и политики США, хотя, скажем TerraPower вполне могла бы занять несколько ячеек в активной зоне предлагаемой установки. Какое же будущее ее ждет?

Выбор редакции
14 февраля, 00:02

Интересное видео по испытательной базе General Fusion

  • 0

Классный ролик скинул в комментарии Izukel Goenzo. И посвящен он логову термоядерного стимпанк-стартапа General Fusion. Очень советую посмотреть, хотя ролик и на английском.P.S.В интервью и фильмах основатель General Fusion Michael Laberge часто жалуется на недостаток денег. По тому, как выглядят его стенды и оборудования я бы сказал, что "маленький и бедный" стартап обгоняет по оснащению многие мировые термоядерные лаборатории. 

11 февраля, 23:36

Ядерная энергетика в 2017 году

  • 0

Подведем несколько запоздалые статистические итоги:В 2017 году мировая атомная энергетика топталась на месте - было подключено к сети 3305 мегаватт новых мощностей, но при этом закрыто 2230, таким образом общая мощность АЭС выросла на 1,075 ГВт с 391.4 до 392.5 ГВт, мизер после гораздо более удачных 2016 года (+9,2 ГВт) и 2015 года (+7,9 ГВт).Новые энергоблоки в 2017 году появлялись исключительно в Китае и Пакистане: 8 января был поключен гигаваттный Yangjiang блок 4 по проекту CPR-1000 (китайская адаптация французских блоков), 1 июля - в Пакистане был запущен блок Chasma-4 мощностью 315 мегаватт, построенный по Китайскому (не заимствованному) проекту CNP-300, спустя чуть менее месяца в Китае заработал еще один CNP, теперь уже гигаваттный Fuqing-4, наконец под самый новый год, 30 декабря в Китае же был подключен к сети построенный китайскими силами ВВЭР-1000 - 3 блок АЭС Tianwan.Все пущенные реакторы относятся к одной и той же технологии двухкторнурных реакторов с водой под давлением.Пакистанско-китайская экзотика Chasma-3В 2018 году можно ожидать гораздо большего количества новых блоков, подключаемых к сети.С отключениями АЭС разнообразия чуть больше. 18 июня 2017 года был отключен первый промышленный южнокорейский реактор KORI 1 мощностью 576 мегаватт, пущенный в 1977. Построенный по проекту Westinghouse (начало строительства в 1971) этот двухпетлевой PWR средней мощности один раз продлевался по сроку эксплуатации (в 2007). Скандалы вокруг подхода к безопасности на АЭС Kori в 2011 году привели к фактически невозможности дальнейшего продления срока эксплуатации (еще до прихода антиатомного Мун Джеина).Kori-1 слеваЧерез день после Kori-1 на другом конце Земли, в Швеции, был окончательно остановлен 473-мегаваттный BWR Oskarshamn-1. Кипящий реактор, спроектированный и построенный шведской ASEA-atom, был запущен в феврале 1972 года, а остановлен был из-за текущей убыточности, связанной с необходимостью модернизации систем безопасности под современные стандартны, низкой цены электроэнергии на рынке Швеции и налогов на атомную мощность в Швеции.Иллюстрация блока Oskarshamn-1. Кликабельно.В 2017 году так же были формально закрыты АЭС Santa Maria de Garoña (пожалуй, АЭС с самым поэтическим названием) на севере Испании. Это тоже BWR небольшой мощности (446 МВт), построенный по технологии General Electric BWR Mark-3 и подключенный к сети в начале  1971 года, однако остановлен он был еще в 2013 году после истечения срока действия лицензии, а в 2017 году были завершены бюрократические процессы по выводу АЭС из эксплуатации. Santa Maria de GaroñaАналогичная история произошла с японским быстрым натриевым реактором MONJU, пущенном в 1995 году и закрытом в 2016. При этом надо признать, что этот реактор в основном существовал от одной аварии к другой и практически не работал на мощности (в общей сложности порядка 2-х лет из 20).Наконец, 31 декабря в Германии завершилась работа блока Gundremmingen-B, относительно свеженого (пуск в 1984 году)  и мощного (1284 МВт) BWR, построенного по проекту немецкой KWU. Данная станция пала жертвой закона об отказе Германии от атомной энергииОткрытый реактор  Gundremmingen-B во время операции по перегрузке топлива. Слева видно паросепарирующее устройство. Пройдя грусные страницы отключений посмотрим, строительство каких же АЭС и новых энергоблоков началось в 2017. Здесь у нас всего 4 объекта, два из которых являются экспортными блоками РосатомаВо-первых, в июне 2017 года первый бетон был залит в фундаментную плиту 3 блока АЭС Куданкулам, где сооружается реактор проекта ВВЭР-1000, кажется это последний заложенный "тысячник" Церемония заливки бетона в армированиеВторым (а календарно первым) идет начало строительство еще одного APR-1400 в Южной Корее, Shin-Kori-5. Интересно, что стартовавшее 1 апреля строительство было заморожено новым президентом Южной Кореи в июле, однако в сентябре снова разморожено после некого референдума. На том же референдуме было решено остановить строительство Shin Kori-6, для которого в тот момент выполнялось вертикальное планирование (т.е. котлован)Shin-kori 5 и 6 (на заднем плане) на лето 2017. Надо отметить, что "закладку" блока корейцы выполняют на весьма приличных объемах уже проделанной работы, что позволяет сокращать сроки строительства.Наконец, 29 декабря началось строительство нового китайского быстрого натриевого реактора CFR-600.Хотя, не похоже, что китайские атомщики готовы к запускам и эксплуатации больших натриевых реакторов и рискуют пойти по пути индийцев (которые 7 лет откладывают запуск PFBR-500) и японцев (с MONJU), суровая конкуренция между перспективными технологиями (а в Китае одновременно развивают малые модульные PWR, свинцово-висмутовые реакторы, газоохлаждаемые высокотемпературные реакторы, "реакторы-свечи" и жидкосолевые реакторы) заставляет "натриевую мафию" спешить и показывать партии и правительству выполнение своих обещаний (не позже 2017 года начать строительство CFR-600).Таким был 2017 с точки зрения основных этапов развития атомной энергетики в мире.

Выбор редакции
10 февраля, 12:03

Интересное наблюдение по запуску Falcon Heavy

  • 0

Я смотрю, в рамках холиваров вокруг FH, который взял и не взорвался на пусковом столе, а вполне даже что-то отправил на гелиоцентрическую орбиту (формально дальше, чем СССР за всю историю пусков, но об этом позже) одна из козырных карт у одной из сторон "а почему при заявленной массе полезной нагрузки в 60+ тонн FH пульнул всего одну Теслу весом в тонну?"При попытке разобраться в ответе на этот вопрос выяснилась парочка интересных деталей.Начнем с грузоподъемности FH в целом. На на сайте SpaceX она уканаза в 63.8 тонны на низкую орбиту(НОО), 26,700 на геопереходную и 16800 - на гомановскую отлетную к Марсу.Однако на слайде презентации Маска прошлой осенью мы видим 30 тонн на НООАга, ну правильно, это же "reuse", то бишь возврат ступеней на посадочные платформы. Правда не понятно, какой из многочисленных вариантов возвращения центральных блоков на наземные или морские площадки. Полезная нагрузка на НОО упала более чем вдвое, но на сколько уменьшилась полезная нагрузка на отлетной траектории? На форуме nasaspaceflight в свое время сделали оценку для более ранней версии FHЗдесь первая колонка - это наличие или отсутсвие перелива топлива между боковыми блоками и центральным, как мы знаем в итоге от этого вообще отказались. Вторая колонка "RTLS" - количество возвращающихся к старту ступеней, третья "ASDS" - садящихся на морских платформах. Т.е. наш случай - 4 строка. Выводимая к марсу ПН - 4 тонны. Поправочный коэффициент на выросшие с момента составления таблички характеристики FH можно взять из последней строки - там к марсу выводится 11 тонн, а на сайте 16,8, т.е. для текущей версии FH цифры таблицы надо умножить в 1,5 раза. Получается, что к Марсу должно было отправится 6 тонн, а отправилось порядка 1-1,5? Маловато.На самом деле эта оценка слегка оптимистична. Разделение центрального блока и верхней ступени здесь предполагалось на скорости в ~3 км/с, см соответствующую симуляцию.А в реальности оно произошло на скорости ~2,64 км/с.Скорее всего в этой разнице между симуляцией и реальностью есть довольно интересный момент. Дело в том, что каждые недобранные последней ступенью при отделении сотни метров в секунду довольно больно аукаются на сокращении полезной нагрузки, она падает экспоненциально с ростом необходимой для добора скорости. Оптимально было бы отделять центральный блок заметно позже, при скорости, скажем, 4 км/с, вообще самая оптимальная ракета имеет примерно одинаковое распределение по набираемой каждой скоростью ступенью.Однако сажать первые ступени на большой скорости очень сложно, если не невозможно. При запуске Falcon Heavy ставка явно делалась не на вывод максимальной ПН, а на охват тестом как можно больших сценариев, связанных с полетом ракеты - тут и возврат боковых блоков на землю, и посадка на морскую платформу (неудачная). Продолжая эту логику можно предположить, что скорее всего скорость отделения центрального блока не делали максимальной, для того, что бы посмотреть, как он поведет себя при возврате. Что, конечно же, сказалось на нагрузке.Но что бы узнать точно, какую ПН мог бы вывести FH в этом полете, нужно знать конечную скорость, до которой была разогнана Тесла родстер. И ее можно узнатьЗдесь показана итоговая траектория ПН, и там есть замечательная циферка С3 Earth (км^2/c^2) = 12.0 - это избыток скорости над второй космической скоростью (т.е. 11,2 км/c). Скорость, которую набирает ступень (Vpn) связана с второй космической (V2) и С3 довольно просто:С3 = Vpn^2 - V2^2В этом году должно было быть тесное сближение Земли и Марса, поэтому достичь (при старте в апреле-мае) можно с С3 7,7-7,9 км^2/c^2, и ПН Heavy на отлетную к Марсу считалась либо для этой цифры, либо для среднемноголетних С3=9.5. Немного об этом рассказано вот в этом видео:Итого мы получаем следующие величины:1. Скорость, набранная Тесла Родстером в запуске 6 февраля: Vpn = sqrt (11,19^2 + C3)=11,71 км/с  Скорость, набираемая Falcon Heavy для "стандартной" отправки ПН к Марсу должна быть 11,61 км/с, а для для этого года 11,53 км/с. К баллистической скорости надо добавить гравитационные потери - на глаз около 200 метров в секунду, полученная величина называется характеристической скоростью или delta V в западных терминах.Теперь попробуем сравнить разницу в характеристической скорости, набираемой "стандартной отправки" груза к Марсу и запуска 6 февраля:11,61 + 0,2 - 3 = 8,81 км/с <-> ступень должна выводить ~6 тонн11,71 + 0,2 - 2,64 = 9,27 км/с <-> ступень вывела красную машинку с манекеном.На самом деле здесь более менее строгие расчеты заканчиваются и начинаются зыбкие предположения. Например то, что скорость отделения верхней ступени FH при максимально жестких условиях спасения центрального блока может быть 3 км/с - эта цифра встречается в обсуждениях на форуме nasaspaceflight, но правду, конечно, знают только в SpaceX. Еще одной неопределенной величиной будут массы заправленной и пустой верхней ступени FH, которе тоже никогда не публиковались. Наконец масса запущенного родстера тоже неизвестна. Тем не менее, плюс-минус километр прикидку сделать можно, и оценить, какую же долю от полной ПН запускали 6 февраля.Итак, для начала  формула ЦиолковскогоV = I * ln (Mn/Mk), где V - это характеристическая скорость, I - удельный импульс (3355 м/с для Merlin 1D vac), Mn/Mk - отношение начальной массы к конечной.Для V (8,81) Mn/Mk = 13,81Для V (9.27) Mn/Mk = 15.85На все том же  nasaspaceflight я нашел такие цифры для верхней ступени FH - масса заправленной 95,000 кг, масса отработавшей ступени - 3900 кг (цифры не совпадают с симуляцией выше). Для Mn/Mk=15.85 это дает максимальную массу ПН в запуске 6 февраля в 2093 кг, что лишь слегка больше родстера без аккумуляторов, но с переходником, передатчиком и маникеном. Вполне ожидаемый запас на неизвестные пока динамические нагрузки и т.п. А вот ПН при "стандартной" отправке к Марсу будет всего ~3000 кг вместо 6000 из оценок выше и это ожидаемо. Набирать 8-9 километров в секунду одной керосиновой ступенью, даже такой шедевральной с точки зрения соотношения пустого веса к весу заправленной, означает уничтожить почти весь вес ПН в пользу веса ступени.Получается, что в такой конфигурации носителя, возможности FH по отправке чего-то на Марс довольно скромны - меньше, чем у Delta IV Heavy, Atlas V 541, Протон-М/Бриз-М и Arian V и определяется это крайне неоптимальным распределением характеристической скорости по ступеням. В запуске 06.02.2018 FH работал близко к пределу возможностей, если отталкиваться от реалистичности цифр сухого и полного веса верхней ступени, которые гуляют в интернетах.Главный же вывод - Falcon Heavy еще не показал своих возможностей, и по следующим пускам можно будет собрать данные, которые хорошо позволят оценить реальные веса ступеней и более точно оценить возможности многоразового и одноразового варианта.

Выбор редакции
06 февраля, 22:15

Фотоапдейт по ИТЭР

  • 0

Пока вы ждете пуска Falcon HeavyПонравилась мне одна фотография ИТЭР из свежих, и решил я сделать некий обзор. Ну сначало она, фотография:Здесь показан цилиндр минимального размера, в который влезет токамак ИТЭР. Диаметр 30 метров, и наконец-то это не абстрактная цифра или графика с человечками. Тут человечки настоящие! В высоту, правда, только половина реактора, ну на то эта конструкция и называется "нижний цилиндр криостата". Гигантская вакуумная камера, которую сейчас собирают из деталей, изготовленных в ИндииВот, например, фрагмент стенки криостата, через которую будет вводится пучок нейтральных частиц для нагрева плазмы. Пучок, кстати, приличный такой и будет - 1х0,5 метров, 16 мегаватт, 3% скорости света.Рядом варят Основание Криостата, на которое потом будет поставлен и приварен Нижний Цилиндр.На этом кадре, например, заваривают главный силовой элемент криостата и всего, что внутри - пьедестальное кольцо толщиной 200 мм (точнее это верхняя полка кольца толщиной 200 м) и шириной почти 2 метра. Левее двух скучающих сварщиков, уткнувшихся в монитор, виден край кольца, к которому в будущем и будут приваривать низ нижнего цилиндра.А в здании токамака в шахте реактора тем временем готовят армирование бетонной "короны", на которую через 18 шарнирных элементов обопрется пьедестальное кольцо и через него - весь криостат и реактор внутри.Заливка бетона тут начнется уже в этом месяце и продлится до августа. Впрочем до установки "основания" на "корону" еще чуть меньше двух лет: нужно достроить закончить работу с сегментами криостата, установить на него датчики и опорные элементы, достроить здание токамака, что бы можно было пронести кранами основание криостата из здания предварительной сборки, наконец, закончить финишные работы в шахте. Кстати, в соседнем помещении с шахтой они уже выполненыЭто помещение баков дренажа системы охлаждения токамака. Сюда будет сливаться вода из системы охлаждения в случае штатных и нештатных ситуаций на реакторе. Поскольку вода может быть с тритием, здесь оборудуется защитная оболочка из нержавейки для удержания воды в здании, если кроме аварии на токамаке еще и дренажный бак потечет. Но в целом интересно посмотреть, как будет выглядеть комлекс "катакомб" здания токамака в момент окончания строительства и перед началом монтажа тысяч тонн оборудования реакторных систем.Что еще интересного? Хм, ну например, первый готовый кусочек вакуумной камеры ИТЭР:Это первый из 36 кусочков, из которых соберут вакуумную камеру и один из самых простейших по геометрии. Двойная стенка из 40-мм стали организует пространство для воды системы охлаждения, кроме того эта вода будет замедлять нейтроны от термоядерной реакции. Для поглощения нейтронов пространство между стенками забито пластинами из борированной стали - их как раз хорошо видно. Наконец, стенку пронизывают цилиндрические опоры для внутреннего защитного бланкета. Что бы лучше представлять себе это все вкупе, смотрим графику:Деталька выше  - часть внутренней стены вакуумной камеры. Она называется "полоидальный сегмент №1" и вместе с 3 другими полоидальными сегментами и двумя отводами портов должны быть сварены в один из девяти секторов вакуумной камеры. Сектор - это максимальная по логистическим возможностям единица, весом около 360 тонн. Сектора будут "одеваться" в тороидальные катушки и свариваться в единую камеру уже на площадке, а до этого будут изготавливаться в Южной Корее (4 сектора) и Италии (5 секторов).Сборка полоидальных секторов начинается со сварки внутренней оболочки (она наиболее отвественная и сложная) приварке к ней конструкций окон портов, оребрения и опор бланкета, сборки внутри этого пирога пластин борной стали, заварки внешней стенки и тестов, тестов, тестов - на геометрию, на плотность швов, на трещины и т.п.А вот фотография "полоидальный сегмент №2", от того же сектора (№6), который находится на сборке борной защиты.  Видно, что он слегка отстает по готовности от ПС №1, но учитывая, что фотография ноябрьская, можно ожидать скорой информации и по окончанию изготовления этой детали.А это полоидальный сегмент №3, экваториальный. Большой размер цеха скрадывает размеры детали, но можно попробовать вообразить - высота ее порядка 10 метров. Все это изготовлено из нержавеющей стели 316L. Ну и наконец, нижний или диверторный сегмент:Этот элемент в наименьшей готовности, но одновременно он слегка проще ПС2 и ПС3 за счет отсутсвия опор бланкета (т.к. в вакуумной камере на этом месте не бланкет, а дивертор).К концу 2018 году, все эти сегменты должны быть изготовлены до конца и сварены в единый сектор №6, который, в свою очередь уже в начале 2019 должен отправится в  Кадараш, на стенды сборки, где будет происходить интеграция с первыми двумя тороидальными катушками. Вот такими:Ну что ж, напоследок свежая фотография со стройплощадки:Вид на готовую шахту реактора из камеры инжекторов нейтрального луча. Помните овальную "дверь" в нижнем цилиндре криостата? Она встанет напротиви вон тех отверстий в шахте. Буквально 2 перекрытия и все что между ними осталось возвести строителям до окончания основного строительства этого грандиозного комплекса.P.S. Фотография с этого же ракурса но на 20 месяцев раньше

05 февраля, 13:55

Energy Matters: Возможность перевести Чили на 100% обеспечение возобновляемой энергией

  • 0

На замечательном сайте Energy Matters несколько недель назад появился анализ возможности обеспечения Чили на 100% солнечной энергией (со сглаживанием производства электроэнергии за счет гидроаккумуляторов). В принципе, выводы статьи тривиальны: на планете есть места, где ВИЭ конкурентны больше, есть места, где меньше, и Чили, в силу своей уникально большой инсоляции в пустыне Атакама и наличию обрывистого берега моря вдоль этой пустыни - лучшее в мире место для создания солнечно-гидроаккумулирующих энергокомплексов. Детали, тем не менее, интересны. Итак, статья Roger Andrews в переводе Станислава Безгина (Тояма Токанава)Оригинал статьи здесь: How Chile’s electricity sector can go 100% renewable==Если гидро аккумулирующие электростанции, которые используют море в качестве нижнего резервуара, могут быть введены в крупномасштабную эксплуатацию, Чили сможет создать по меньшей мере 10 ТВт*ч аккумулирующих мощностей вдоль своего северного побережья. Благодаря этому Чили может превратить достаточно большой объем прерывистой солнечной энергии в диспетчеризируемую форму, чтобы заменить всю текущую топливную генерацию, и на уровне себестоимости электроэнергии (предварительно оцененной в размере около 80 долл. США / МВт-ч), которая была бы конкурентоспособной с большинством других источников диспетчеризируемой генерации. Впечатляющий гидропотенциал северного Чили является результатом существования естественных впадин на высоте 500 м или более, прилегающих к побережью, которые могут удерживать очень большие объемы морской воды и которые образуют готовые верхние водохранилища.Насосная гидростанция ВальхаллаМой недавний обзор проекта комплекса Вальхалла для солнечной энергии / гидроаккумуляции - вот что заставило меня задуматься о том, как много неиспользованного гидроаккумулирующего потенциала может существовать на севере Чили, поэтому я начинаю с краткого описания гидроаккумулирующей станции.Схема расположения проекта Вальхалла показывает два верхних вдохранилища (они будут соединены каналом), занимающие две естественные впадины на высоте около 600 м и примерно в семи километрах от моря. Они могут содержать не менее 25 миллионов кубических метров морской воды и, по моим оценкам, около 15 гигаватт-часов хранимой энергии:Рисунок 1: Схема гидроэнергетического проекта ВальхаллаВопрос, который у меня был, заключался в том, как определить другие перспективные места для размещения верхних резервуаров гидроэлектростанций в этом районе, и лучшим инструментом в моем распоряжении был Google Earth. Поэтому перед тем как начать мой поиск, я проверил, могу ли я продублировать расчеты планов и объемы резервуаров Вальхалла с помощью Google Earth, которые в северном Чили используют высококачественные изображения и дают точки высоты. Не вдаваясь в подробности, я использовал горизонты Google Earth для определения границ водоемов на высоте верхней поверхности Вальхалла 608,5 и сделал приблизительные оценки площади поверхности и глубины. У меня получилась площадь поверхности 3,0 кв. км по сравнению с 3,7 кв. км Вальхаллы (по данным самого проекта) и объемом 33 млн. кб.м. по сравнению с 25 млн. Вальхаллы. Эти оценки довольно близки, и мои оценки, на самом деле могут быть даже точнее, чем оценки указываемые в проекте станции. Оценка объема Вальхаллы - это «нормальный рабочий объем», который может быть достигнут, когда резервуар будет меньше, чем полностью заполнен, и я подозреваю, что оценка площади поверхности 3,7 кв. км может включать в себя полосу земли между двумя водохранилищами.Затем я сравнил контуры моего получившегося резервуара с визуализацией Вальхаллы из проекта. Углы обзора и перспективы не идентичны, но размеры и формы резервуара выглядят довольно похожими:Рисунок 2: Визуальное сравнение форм водохранилища Вальхалла (сверху) и моего вариант (внизу)Определение других перспективных мест под размещение резервуаров.Убедившись в том, что программа Google Earth достаточно хороша, чтобы обеспечить, по крайней мере, оценочные оценки уровня, я посмотрел, сколько других потенциальных гидроаккумулирующих станций может быть в этом районе. Я определил восемь подходящих участков вдоль 250-километровой длины побережья между Топиллай и Икике. Один из них (участок 4) включает водохранилища Валгаллы, которые занимают лишь небольшую часть гораздо большей естественной впадины. На рисунке 3 показаны местоположения восьми участков:Рисунок 3: Расположение восьми потенциальных участков верхнего резервуара. Север справаНа рисунках с 4 по 11 показаны скриншоты Google Earth этих восьми участков. Красные линии представляют собой приблизительные границы водохранилищ, определенных с помощью Google Earth.Рисунок 4: Участок 1. Высота поверхности резервуара 1,605 м, средняя глубина 18 м, площадь 3,2 кв. км, объем при полном 56 млн. куб. мРисунок 5: Участок 2. Высота поверхности пласта 1,005 м, средняя глубина 33 м, площадь 21,0 кв. км, объем при полном объеме 683 млн куб. мРисунок 6: Участок 3. Высота поверхности пласта 980 м, средняя глубина 45 м, площадь 8,5 кв. км, объем при полной 383 млн куб. мРисунок 7: Сайт 4a (слева). Высота надводной поверхности 640 м, средняя глубина 25 м, площадь 9,0 кв. км, объем при полной 225 млн куб. Сайт 4b (справа). Высота надводной поверхности 640 м, средняя глубина 35 м, площадь 11,0 кв. км, объем при полном объеме 385 млн. куб. Комбинированная площадь 20,0 кв. км, объем при полном объеме 610 миллионов кубических метров. Меньшие красные контуры внутри участка 4а являются водохранилищами Вальхаллы.Рисунок 8: Участок 5. Высота поверхности водохранилища 800 м, средняя глубина 30 м, площадь 16,5 кв. км, объем при полном объеме 495 млн. куб. мРисунок 9: Участок 6. Высота поверхности резервуара 945 м, средняя глубина 45 м, площадь 40 кв. км, объем при полной 1800 м куб. мРисунок 10: Участок 7. Высота поверхности водохранилища 590 м, средняя глубина 35 м, площадь 20 кв. км, объем при полных 700 млн куб. мА затем есть еще участок 8 - Salar Grande de Iquique, Большая соляная сковородка Икике:Рисунок 11: Участок 8. Красный контур, высота поверхности водохранилища 670 м, средняя глубина 10 м, площадь 64,5 кв. км, объем при полном объеме 645 млн. куб. Оранжевый контур: высота поверхности водохранилища 730 м, средняя глубина 40 м, площадь 282 кв. км, объем при полных 11 645 млн куб.м На заднем плане виден участок 4.. Белые пятна - соляные шахты.С некоторым сожалением мне пришлось отказаться от плана оранжевого резервуара и удовлетвориться красным. Причина заключалась в том, что южная (левая) часть оранжевого резервуара разрезана линией разлома (обозначена буквами F), которая является доказательством недавнего движения коры. Вероятность того, что разлом будет двигаться снова в течение срока службы гидроэлектростанции, может быть невелика, но это может привести к серьезным сбоям в работе. В любом случае было бы трудно эффективно использовать водохранилище с потенциальным объемом хранения энергии, которое намного превышает текущие и ожидаемые потребности в хранении электроэнергии в Чили, особенно когда в других местах имеется более чем достаточно потенциальных аккумулирующих мощностей.Вместе эти участки имеют емкость хранения более 5 миллиардов кубометров, что более чем в сто раз больше, чем верхнее водохранилище на гидроэлектростанции округа Вант в США, которое в настоящее время является крупнейшим в мире. (И здесь еще множество мест, которые я не стал рассматривать. Фактически, пока я писал эту статью я нашел еще один ~ 1 миллиард кубических метров между участками 5 и 6. Но я уже не стал включить его в расчеты.)Будучи естественными впадинами, участки не нуждаются в плотинах, и экологические проблемы, которые часто создают препятствия для создания водохранилищ в других местах в основном отсутствуют. Нет никаких построек, ни людей, ни растительности, ни дикой природы; просто бесплодная земля, соль и камень. За исключением нескольких следов грязи и соляных шахт на участке 8, мы могли бы оказаться на поверхности Марса. Много работая в Атакаме в 1980-х годах, я могу подтвердить это из личного наблюдения. Также не существует риск того, что утечка морской воды будет загрязнять водоносные горизонты пресной воды, потому что нет пресной воде для загрязнения (подземные воды вблизи побережья являются засоленными и муниципальное водоснабжение обеспечивается из установок опреснения). Все участки, кроме участка 7, доступны с трассы, которая проходит вдоль побережья между Топиллай и Икике, а участок 7 находится достаточно близко.Объем хранилища резервуараЯ оценил потенциал хранения энергии для восьми водохранилищ, используя формулу, предоставленную Стэнфордским университетом: E = (ρ g h v η) / 3600 Где E - накопление энергии в ватт-часах, ρ - плотность воды в кг / м3 (1000 для пресной воды), g - ускорение силы тяжести (9,81 м / с2), h уровень верхнего резервуара в метрах, v объем воды в кубических метров, η - эффективность обратного хода гидронасоса с накачкой и 3600 - количество секунд в час. Нужно подставить четыре переменные в эту формулу - плотность (я использовал 1029 кг / м3 для морской воды), объем воды, высоту и эффективность цикла. Объемы и высоты были указаны в приведенных выше рисунках. Эффективность цикла - это эффективность преобразования энергии турбин (потери, возникающие при перекачке воды в резервуар, не влияют на емкость). Цифры, данные в отчете Вальхаллы, подразумевают эффективность «туда и обратно» 77% (среднегодовая потребляемая энергия 2,28 ГВт*ч / день, среднегодовая мощность 1,75 ГВт*ч / день). Это дает эффективность цикла в 88,5% при условии, что половина потерь будет понесена в процессе генерации. Объемы хранилищ, оцененные с использованием этих переменных, снова считываемые непосредственно из моей таблицы, суммированы в таблице 2:Примечание: емкость хранилища 8-го участка, обозначенная оранжевым цветом на рисунке 11, составляет ~ 20 ТВт-ч.Чтобы дать представление о том, насколько велики эти цифры, общая глобальная емкость всех гидроаккумуляторов в настоящее время составляет 1 ТВт*ч, а самая большая в мире аккумуляторная батарея Tesla Big South Australia хранит 0,000129 ТВт*ч.Использование гидроаккумуляции для преобразования солнечной энергии в диспетчеризируемую энергиюКроме наличия такого огромного гидроаккумулирующего потенциала, пустыня Атакама также может похвастаться лучшими солнечными ресурсами в мире. Было подсчитано, что солнечные батареи, покрывающие только 0,5% Атакамы, могут поставлять всю электроэнергию в Чили, но это, конечно, возможно только в том случае, если солнечная энергия будет преобразована в диспетчеризируемую форму. Здесь мы рассмотрим возможность замены традиционной топливной генерации в Чили на комбинацию солнечной энергии и гидроаккумуляторов в пустыне Атакама. В сочетании с существующей традиционной гидрогенерацией это сделает электроэнергию Чили на 100% возобновляемой.Сколько потребуется установить мощностей солнечной генерации и гидроаккумуляторов? Будучи не в состоянии предсказать, какой будет будущий спрос на электроэнергию в Чили, я использовал данные 2016 в качестве основы для оценки. Чилийское производство электроэнергии по источникам в 2016 году приведено в таблице 2 (данные Бюллетеня за январь 2017 года Меркадо Электико). Общая генерация составила 73,4 ТВт-ч, из которых 49,1 ТВт-ч (67%) приходится на угольное, газовое и нефтяное топливо, 19,5 ТВт-ч (27%) от обычной гидроэнергии, а оставшиеся 6% от солнечной энергии, ветра, биомассы и «других»:Чтобы заменить 49,1 млрд. кВт*ч годовой топливной генерации на солнечную генерацию, нам потребуется достаточно солнечной энергии для производства 49,1 ТВт*ч / год. При коэффициенте использования установленной мощности (КИУМ) 35% для новых следящих по одной оси PV-массивов (солнечных батарей) в пустыне Атакама (на основе данных с проекта Вальхалла) это потребует 16 ГВт установленной солнечной емкости (16 ГВт * 24 часа * 365 дней * 0,35 КИУМ = 49,1 ТВт-ч ).Эта прерывистая солнечная генерация затем должна быть преобразована в диспетчеризируемую форму, сохранив ее для повторного использования в гидроаккумуляторах. Если вся солнечная генерация уйдет в гидроаккумуляцию, тогда необходимо будет увеличить установленную мощность, чтобы компенсировать 77% -ную эффективность цикла работы аккумуляторов, т. е. с 16,0 до 20,8 ГВт. На практике, однако, данные из статью о Вальхалле предполагают, что, возможно, треть энергии может быть отправлена непосредственно в сеть без ущерба для балансировки нагрузки, и это снижает требования до 18,8 ГВт. Я взял за основу значение 19GW.Чтобы полностью использовать солнечную энергию, установленная мощность турбин также должна была бы быть достаточно высокой, чтобы принимать пиковую солнечную энергию, которая иногда будет не менее 90% от 19 ГВт установленной солнечной энергии, т. е. порядка 17,1 ГВт. Я взял значение 17GW. Этого было бы более чем достаточно для покрытия пикового спроса Чили, который в 2016 году составлял 10,3 ГВт.И сколько нужно объема хранения энергии в гидроаккумуляторах? Как всегда, в требованиях к хранению преобладает необходимость сглаживания сезонных колебаний солнечной генерации, а не колебаний день/ночь. На рисунке 2 сравнивается среднемесячная генерация Чили с солнечной генерацией в период с сентября 2015 года по сентябрь 2017 года. Солнечная генерация пропорционально увеличена, чтобы покрывать 67% потребления (данные снова из Boletínes del Mercado Eléctrico). Существует относительно небольшое сезонное изменение потребления энергии и сезонное изменение солнечной генерации не превышает 50%:Рисунок 12: Среднемесячная генерация в Чили по сравнению со среднемесячной генерацией солнечных станций в пустыне Атакама, масштабированной до 67% от потребления Чили в 2016 году. Энергия, накопленная во время периодов избытка (зеленые), генерируется в периоды дефицита (красные), чтобы генерация соответствовала ежемесячному потреблению.В этом примере требование к объему накопления энергии определяется энергией, содержащейся в красно-заштрихованных (или зелено-заштрихованных) областях в течение года. За указанный период — это примерно 2,7 ТВт-ч, что достаточно для того, чтобы покрыть потребность Чили в течение двух недель. С потенциалом до 11 ТВтч хранения на восьми участках - и, вероятно, еще и в других местах - установка 2.7 ТВт-ч гидроаккумулирующих мощностей не должно быть проблемой.Экономика - Капитальные затратыСколько будет стоить комбинированная система (19GW солнце + 17GW / 2.7TWh гидросистема), и как дешево (или дорого) будет производимое электричество?Solar Asset Management Latam дает установленные мощности и затраты для 16 солнечных фотоэлектрических станций мощностью от 30 МВт до 246 МВт, установленных в Чили в течение 2014, 2015 и 2016 годов. Средняя стоимость установки / кВт составляла 2 019 долл. США (максимум 3 059 долл. США, минимум 1 298 долл. США, средняя 1 857 долл. США, стандарт отклонение $ 515). Согласно проекту Валгаллы, ее солнечная станция мощностью 600 МВт будет стоить 900 миллионов долларов, или 1500 долларов за кВт. Учитывая масштабы и недавнее снижение цен на панели PV, это число не кажется необоснованным по сравнению с расходами на других 16 станциях, поэтому я принял его.Гораздо меньше информации о капитальных затратах на гидростанции. Единственные недавние оценки, которые у меня есть, - это Вальхалла $ 1,283 / кВт ($ 385 млн. за 300 МВт, согласно отчету) и $ 1,640 / кВт ($ 3770 млн) для предлагаемой станции мощностью 225 МВт, Австралия. Среднее значение этих двух оценок составляет 1 462 долл. США / кВт, но поскольку предварительная оценка затрат обычно оказывается низкой, я предположил 2000 долл. США / кВт.Применение этих оценок к перечисленным выше мощностям дает следующие капитальные затраты:$29 млрд за 19 ГВт солнечной энергии$34 млрд. за 17 ГВт гидроэлектростанцииОбщая сумма в 63 миллиарда долларовЭкономика - уровень стоимости электроэнергии (LCOE)Поскольку срок службы солнечной станции и гидроэлектростанции настолько различны, мне приходилось вычислять их LCOE отдельно и суммировать их. Оценки LCOE сделаны с помощью U.S. National Renewable Energy Laboratory (NREL) calculator’s. Предположения:Солнечная:Срок жизни проекта: 20 летСтавка дисконтирования: 6%Коэффициент использования мощности: 35%Капитальные затраты: 1500 долл. США / кВтПостоянные затраты: $ 45 / кВт-годПеременные затраты: нольКоэффициент использования топлива: нольСтоимость топлива: нольГидроаккумулирующая станция:Срок жизни проекта: 50 летСтавка дисконтирования: 6%Коэффициент потерь: 77%Капитальные затраты: 2000 долл. США / кВтПостоянные затраты: $ 30 / кВт-годПеременные затраты: нольКоэффициент использования топлива: нольСтоимость топлива: нольДанные о расходах на эксплуатацию приведены в Отчете о расходах NREL 2012 (NREL 2012 Cost Report.). [надо сказать, что сегодня O&M costs для СЭС во многих источниках не 45 а 10-20$/кВт*год, т.е. стоимость тут завышена. А вот для ГАЭС скорее всего наоборот - занижена - tnenergy]. Учетная ставка - это текущее среднее значение для проектов по возобновляемым источникам энергии в Европе и Северной Америке, предоставленных Грантом Торнтоном.И вот LCOE:Солнечная станция: $ 57 / МВтчГидроаккумулирующая станция: $ 23 / МВт-чСумма: $ 80 / МВтчОценка LCOE гидроэлектростанции в размере 23 долл. / МВтч несколько сомнительна и может быть, как завышена, так и занижена. А вот LCOE солнечных станций в размере 57 долл. / МВтч намного выше, чем цена на солнечную энергию на последних аукционах в Чили, которая составила всего 21 долл. / МВт-ч. Либо мой LCOE нереально высок, либо цены аукциона нереалистично низки. Но даже если взять LCOE в размере 80 долл. / МВтч комплекса солнце+гидро как корректную, то данный энергетический комплекс вполне конкурентоспособен на фоне других диспетчиризируемых видом генерации, за исключением ПГУ, согласно последним оценкам Lazard (рисунок 13):Рисунок 13: Сравнительная оценка LCOE Lazard версии 11.0. По вертикальной черной линии отображается $ 80 / МВтч. Обратите внимание, что оценки LCOE, опубликованные другими источниками, часто отличаются от оценок Lazard's1Мои результаты также указывают на то, что преобразование «сырой» солнечной энергии в диспетчеризируемую энергию путем объединения ее с гидроаккумулирующей системой увеличивает затраты лишь на 40%. Это резко контрастирует с сочетанием солнечных батарей с батареями (это увеличивает затраты на порядок). Если целью является преобразование больших количеств прерывистой солнечной энергии в диспетчеризируемую энергию, то гидроаккумулирующая система - это, безусловно, путь к успеху- при условии, что вы имеет достаточно гидроаккумулирующего потенциала.Возможность завышения мощности генерации.Как я уже отмечал в своей заметке «don’t store it» альтернативный вариант для уравнивания производства прерывистой солнечной энергии и потребления заключается в том, чтобы минимизировать потребности в межсезонных аккумуляторах, увеличивая установленную мощность до величины, при которой солнечная энергия обеспечивает потребление в течение месяца, когда солнечная генерация является самой низкой (Октябрь в пустыне Атакама, см. Рисунок 12). В рассматриваемом случае это потребует 50% увеличения установленной мощности PV, от 19 до 29 ГВт. Это приведет к увеличению капитальных затрат примерно на 14 млрд. Долл. США, а также приведет к потерям больших объемов избыточной солнечной энергии. Тем не менее общие капитальные затраты будут меньше на величину до 20 млрд. Долл. США, поскольку больше не нужно будет устанавливать гидроаккумулирующие станции стоимостью 34 млрд. Долл. США, хотя некоторый объем хранения будет по-прежнему необходим для обеспечения генерации электроэнергии при облачной погоде, которая иногда бывает даже в Атакаме.Так почему же я не рассматривал этот вариант?Отчасти потому что данные, необходимые для его оценки, в частности ежечасные данные о солнечной энергии и потреблении, были недоступны, но главным образом потому, что они вносят существенную дополнительную неопределенность - будет ли устойчивой национальная сеть, основанная на солнечной энергии? Может ли частота поддерживаться в допустимых пределах? Я не знаю, и я не думаю, что кто-то другой это знает. И даже если сеть может быть стабилизирована, возникает вопрос, сколько будет стоить установка всех маховиков, батарей, резисторов для сброса нагрузки и другого оборудования, которое необходимо для ее стабилизации. Я могу рассмотреть этот вариант позже, но на данный момент я предпочитаю изучить вариант с синхронными гидрогенераторами, которые не должны создавать проблем с устойчивостью сети.ОбсуждениеВот есть план, который, по крайней мере, теоретически позволил бы Чили генерировать все свое электричество из возобновляемых источников энергии, не разоряя бюджет. Вопрос в том, может ли он когда-нибудь быть реализован?Множество вещей должны быть прояснены до этого. Сначала возникает вопрос, будут ли работать насосные гидростанции, которые используют море в качестве нижнего резервуара. Это не совсем новая технология. Гидроэлектростанция Янбару в Японии работала более десяти лет, используя море в качестве нижнего резервуара и, по-видимому, без серьезных проблем. Турбины на приливной электростанции La Rance во Франции работают с морской водой с 1966 года, хотя и при низких давлениях. И Вальхала и Култана утверждают, что сделали достаточно работы, чтобы показать, что их насосные гидростанции будут успешно эксплуатироваться с использованием морской воды, хотя инженеры Культана, возможно, находились под политическим давлением, чтобы придумать «правильные» результаты. Но вода - это вода, и при условии принятия адекватных антикоррозийных мер нет никаких технических причин или, по крайней мере, того, о чем я знаю, почему гидроаккумулирующая станция с морской водой не должна работать так же хорошо, как и станция на пресной воде.Второй вопрос касается масштабов. Ранее я пришел к выводу, что Чили может обойтись 2,7 ТВт-ч насосных гидроаккумуляторов. Восемь идентифицированных водохранилищ могли обеспечить в четыре раза больше, и один из них (участок 6) мог бы обеспечить 2,7 ТВт-ч сам по себе. Но генерация 67% электроэнергии в Чили от одной гигантской гидроэлектростанции или даже с четырех или пяти меньших станций не было бы особо хорошей идеей. Север Чили является тектонически чрезвычайно активным, и если крупное землетрясение прервет работу на одной или нескольких станциях, Чили окажется с сильным дефицитом электроэнергии. Что необходимо для обеспечения безопасности поставок - это большее количество небольших предприятий. Я не рассматривал экономические последствия, но одним из решений могло бы быть разделение водохранилищ на сегменты и работа их независимо друг от друга. Например, резервуар участка 6 удобно делится на шесть сегментов примерно равного размера, как показано на рисунке 14. Водохранилище на участке 8 (рис. 11) также можно разделить на два при минимальных затратах:Рисунок 14. Водохранилище участка 6, разделенное на шесть отдельных водохранилищ плотинами (черные линии).Третий вопрос, вероятно, самый сложный. Развитие гидроэнергетического потенциала северного Чили является масштабным мероприятием и невозможно обеспечить его путем проведения периодических аукционов на несколько гигаватт новых мощностей, где выигрывает самый дешевый участник торгов, обычно это производитель солнечной или ветро энергии. Чтобы добиться этого, Чили придется принять энергетическую стратегию, которая признает: а) что прерывистая солнечная энергия и ветер, независимо от того, насколько она «дешевая», не могут обеспечить потребности Чили в электроэнергии 24/7/365 без надлежащего резервного хранения и b) что развитие насосных гидроэлектростанции является критически важным для достижения целей Чили по возобновляемым источникам энергии (70% возобновляемых источников энергии к 2050 году, возможно, скоро дойдет до 100%). Примет ли Чили такую стратегию? Точно не в обозримом будущем. В настоящее время низкие цены на ветровую и солнечную энергию считаются доказательством того, что подход через аукционы мощности является успешным, и поэтому мы можем ожидать, что эта практика будет продолжаться до тех пор, пока Чилийское Energiewende не столкнется с жесткой стеной реальности.Последнее замечание. Чилийские проекты по гидроэнергетике с солнечной энергией не позволят миру перейти на возобновляемые источники энергии. Сочетание выгодной прибрежной топографии и превосходных солнечных ресурсов, которые делают ее потенциально возможной, кажется уникальным для Чили, а Чили – находится далеко от любых основных центров потребления энергии.И совсем последнее замечание: За стоимость рассмотренного варианта в размере 63 млрд. Долл. США Чили может установить не менее 10 ГВт ядерных мощностей, что более чем достаточно для удовлетворения всех потребностей в электроэнергии в 2016 году. Но ядерная энергия, конечно, не возобновляемая.===Теперь комментарий от меня [tnenergy]:Мне кажется, эта статья является примером постепенного сдвига дискуссии вокруг возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Если 15 лет назад, когда самые большие солнечные и ветровые станции были в районе 20-50 мегаватт речь шла про то, что технически невозможно создать ВИЭ генерацию масштаба общепланетного потребления энергии, то сейчас довольно очевидно, что нет, это возможно. Следующим пунктом дискуссии был недостаток площадей под ВИЭ, особенно, когда их основой были наземные ветряки. Солнечные станции в пустынной местности (на юге) и морские ветряки (на севере) приглушили и этот вопрос. Затем долгое время неубиваемым аргументов против ВИЭ была выравненная цена электроэнергии (LCOE), получаемая с этих источников. Сегодня в удачных местах ВИЭ-генерация дает электроэнергию по стоимости от 20 до 60 долларов за МВт*ч - это меньше, чем новая генерация на угле или атомной энергии и сравнимо с ПГУ на природном газе в лучших (по стоимости газа) местах.Таким образом сегодня оценки будущего ВИЭ крутятся вокруг проблемы переменчивости этого источника энергии и способов балансировки производства и потребления. Технически балансировка может решаться тремя путями: либо "заполнением" дефицита ВИЭ-энергии с помощью маневренной генерации (чаще всего газотурбинными генераторами на природном газе), либо аккумуляцией энергии тем или иным способом, либо созданием такого избытка ВИЭ, что бы даже в самых неблагоприятных условиях их генерации хватало для потребителей. И как мы видим, экономически целесообразен уже не только вариант 1, но и вариант 2, хотя, конечно, расчет здесь прикидочный.ВИЭ сегодня должны восприниматься как серьезный конкурент в поле энергетики, и если электрические аккумуляторы продолжать дешеветь, а производство их продолжит расширяться, то конкурентноспособность ВИЭ будет возрастать все больше.

Выбор редакции
29 января, 23:08

Мысль про науку

  • 0

Подумалось вот, что во всех играх, где есть технологическое дерево, оно построено по одной и той же схеме - можно нарисовать (мысленно) путь до нужной технологии и вкладывая какие-то ресурсы последовательно идти от одной технологии через другую к намеченной.Но ведь в реальности совсем не так. Условный европейский правитель 1900 года не может выстроить цепочку научных открытий, которые надо сделать, что бы получить атомную бомбу и спокойно их финансировать. Да, бывает такое, что сосредоточение ресурсов и кадров на конкретной задаче помогает ее решить, но ведь есть и другой, как мне кажется, более увлекательный вариант. Чем-то похожий на кладоискательство - государство вкладывает в фундаментальную науку, а та, пытаясь понять, как устроен мир, порой находит брильянты.Хрестоматийный пример - транзистор, изобретение которого, на мой взгляд, является сильнейшим драйвером изменения мира последние 70 лет. В 1926 году Эрвин Шредингер формулирует идеи квантовой механики в виде волнового уравнения - вещь, очень далекая от практических применений в 20х. Через два года Феликс Блох применяет уравнение Шредингера к идеальному кристаллу и получает инструмент для построения полупроводников. Опять же, на тот момент, хотя некоторые приложения у полупроводников уже были (например выпрямители с окисью меди), это была весьма лабораторная штука. А дальше, эта теория развивается и в 1939 году объясняет, как устроен p-n переход. Еще немного медитации вокруг его свойств и полупроводниковые приборы начинают появлятся как из рога изобилия - детекторные и выпрямительные диоды, транзистор, тиристор, симистор и т.п. и т.д.Я, конечно, упрощаю, реальность еще более сложна и зачастую переплетена из озарений людей, случайных вещей, чей-то усидчивости и наблюдательности, но суть в том, что она точно не состоит из цепочки равнозначных и равноудаленных "открытий". Те же p-n переходы "отрывал" каждый владелец приемника с кристаллическим детектором, только вот теории, которая бы это объяснила - не было.Получается, что более приближенное к реальности "дерево технологий" должно бы выглядеть так: поглощающая все больше ресурсов наука, которая выдает случайные открытия, в которые можно ввалить еще немножко ресурсов, что бы получить уже совсем конкретные устройства получить которые можно уже почти классическим методом "20 единиц науки за открытие "двигатель внутреннего сгорания".Где вы, разработчики хардкор-стратегий, что бы воплотить это в жизнь?  

Выбор редакции
28 января, 15:10

Ready for Equipment

  • 0

В проекте ИТЭР для каждого здания есть такая веха, как "Ready for Equipment", или готовность к началу монтажа оборудования. Буквально на днях еще два здания обрели этот статусЭто два почти одинаковых здания для выпрямителей, питающих магниты слева и по центру кадра. Здесь уже началась кое-какая установка оборудования (в частности, вводных трансформаторов, которых будет около 40 штук и располагаться они будут в этих бетонных загончиках по периметру), но развертывание работ внутри, по монтажу собственно монструозных выпрямителей, можно ожидать к концу года.Справа, кстати, криокомбинат, и монтаж оборудования внутри уже идет во всю. А 8 февраля ожидается начало монтажа крупногабаритного оборудования на бетонную "дорожку" вдоль здания - здесь будут стоять большие газгольдеры гелия и азота, ректификационные колонны для получения жидкого азота, буферные баки для жидкого гелия, азота и сброса с магнитов. Подробнее про вторую в мире по мощности криосистему я рассказывал в этом посте.Кстати, если вернутся к картине и посмотреть на бетон самого здания токамака (по центру кадра на заднем плане), то можно мыслено представить пол реакторного зала - шахта реактора как раз достигла этого уровня. 

Выбор редакции
26 января, 22:12

Видео устройства первых атомных бомб

  • 0

Довольно интересные рассказы и графика хорошая. От известного в узких кругах канала на youtube.

17 января, 10:56

Обзор термоядерных стартапов мира, часть I

  • 0

Думаю, очень полезным будет сделать обзор стартапов работающих в области термоядерной энергии. Почему стартапов, а не университетских научных команд, скажем? Стартап - это форма организации проекта с четко поставленной практической целью, и такая форма позволяет максимально жестко и четко тестировать разнообразные идеи практикой. В то время, как задача науки в целом - это добыча знаний без какой-то особой сортировки на “полезные” и “бесполезные” (бесполезные когда-то знания о том, что ток в проводе вызывает появление магнитного поля определяют нашу жизнь сегодня).Спасибо за помощь в создании статьи Андрею Гаврилову.Я попробую не только перечислить стартапы, но и оценить их “продвинутость” на этой магистральной дороге - от идеи о работающих термоядерных электростанций, построенных на базе этой идеи. Кроме того, я дам краткую характеристику по отношению экспертного сообщества к той или иной концепции термоядерного реактора. Для того, чтобы оценивать технологическую зрелость, предлагаю ставить баллы от 1 до 7 в соответствии с такой табличкойНу давайте начнем с чего-то хорошо известного1. Организация: ITER. Технический уровень: 6.1. Год старта проекта: 1992Ключевые люди Dr. Bernard Bigot, Dr. Robert Aymar, академик Евгений Велихов, Dr. Gunter Janeschitz, Dr. Osamu Motojima , Dr. Won Namkung, : Сайт: https://www.iter.org/Описание концепции: Классический токамак - тороидальная камера для магнитного удержания термоядерной плазмы. На этой концепции достигнуто максимальное Q (отношение мощности нагрева к термоядерной мощности), намного обгоняющее остальные идеи. ITER является наиболее продвинутым термоядерным реактором, позволяющим получать устойчивую горящую термоядерную плазму. Однако проект не является на самом деле стартапом, направленным на практическую пользу, что не позволяет его сравнивать с другими участниками этого списка.Экспертная позиция: Токамаки показали себя как наиболее успешная идея термоядерного реактора, однако она имеет фундаментальные ограничения, практически не позволяющие работать с другой, кроме DT термоядерной реакцией, а также на сегодня видны большие инженерные сложности по созданию промышленных энергетических реакторов на базе этой концепции (плотность мощности на диверторе, срывы, устойчивость конструкции под нейтронным излучением и т.п.)2. Организация: Tri Alpha Energy. Технический уровень: 4.0. Год старта проекта: 1998.Ключевые люди: Dr. Michl Binderbauer, Сергей Путвинский, Norman Rostoker, Сайт: https://tae.com/Описание концепции: Beam driven FRC - удержание плазменного вихря, называемого FRC с помощью инжектируемых тангенциально пучков нейтралов. Пучки нейтралов также обеспечивают часть синтеза. Концепция отличается очень удачной физикой, что теоретически позволяет освоить не только DT и DD реакции, но и pB11. В свою очередь pB11 означает практически полное (по сравнению с DT) отсутствие радиоактивных отходов, широко распространенное дешевое топливо, инженерную простоту реактора. Еще одним плюсом является меньшая по сравнению с токамаками мощность, при которой “сходится” реактор. К минусом можно отнести гораздо меньшую изученность и возможные подводные камни. (моя статья по проекту)Экспертная позиция: Идея Нормана Ростокера из середины 90х была проверена командой TAE в 2000х и оказалась работающей. В частности, время удержание FRC было поднято с сотен микросекунд до десятков миллисекунд, нащупан скейлинг. В настоящее время TAE набрало ~500 млн инвестиций, обладает командой, включающей в себя многих “звезд” управляемого термоядерного синтеза.Скейлинги TAE показывают очень серьезный прогресс и возможность достижения обозначенных целей.3. Организация: Hellion Energy. Технический уровень: 2.5. Год старта проекта: 2005.Ключевые люди: Dr. John Slough, Chris Pihl, Dr. George VotroubekI Сайт: www.helionenergy.com/Описание концепции: Идея опять Нормана Ростокера - два FRC вихря разгоняются магнитной системой, сталкиваются, переводя кинетическую энергию в нагрев, и сжимаются (другой) магнитной системой до термоядерных параметров. Импульсный реактор.Экспертная позиция: Считается, энергетический реактор на этой концепции построить весьма сложно как с точки зрения физики, так и с точки зрения инженерии. Однако основатели Hellion Energy полны оптимизма, и в последнее время перешли от проработок элементов плазменной машины к созданию реактора, который должен проверить масштабируемость идеи. Одна из темных лошадок рынка. Юмористическая оценка сложностей этой концепции от автора другой концепции в данном списке.4. Организация: General Fusion. Технический уровень: 2.1. Год старта проекта: 2002Ключевые люди: Dr. Michel Laberge, Michael Delage Ссылка на сайт: http://generalfusion.com/Описание концепции: Идея, в чем-то схожая с предыдущей - адиабатическое сжатие двух столкнувшихся FRC. Однако здесь сжимающей средой выступает гигантская капля жидкого металла, в которой паровыми молотами(!) возбуждается сходящаяся сферическая волна. (моя статья по проекту)Экспертная позиция: Данная концепция имеет длинную историю развития технологии “имплозии металлическими лейнерами замагниченных плазменных мишеней”, и ноги у нее растут из проекта LINUS 1972 года. Идея неплохая на бумаге, но мало исследованная экспериментально. Это видно и по General Fusion - стартап уже ~10 лет очень неплохо финансируется (собрал больше 130 млн долларов), и должен был по планам достичь технического уровня ~3 еще 4 года назад. Однако практически каждый элемент машины вызывает затруднения и цепочку НИОКР, проблемы множатся, а будущее становится более туманным. В настоящее время достижение технического уровня 3 планируется в 2021 году. 5. Организация: Compact Fusion Reactor (Lockheed Martin). Технический уровень: 2.1. Год старта проекта: 2010Ключевые люди: Dr. Tom McGuire, Mr. Charles Chase Сайт: https://lockheedmartin.com/us/products/compact-fusion.htmlОписание концепции: Открытая ловушка с внутриплазменными диполями. Позволяет, как и все открытые ловушки достичь высокой доли использования давления магнитного поля (в отличии от токамаков), а значит доступны реакции DD, DHe3. Экспертная позиция: На самом деле, этот тип магнитных ловушек концептуально уходит еще в 60е годы, и плотно исследовался теоретически и экспериментально. Но похоже, команда CFR истории не знает, поэтому набивает многие шишки самостоятельно. Интересно, что изначальные планы создать реактор “который помещается в грузовик” уже отброшены, и размеры минимального реактора подросли до 7х22 метра. Если дальше экстраполировать опыт работы с этой концепцией на команду CFR, то скоро они должны узнать, что размещать сверхпроводящие катушки прямо внутри идущей термоядерной реакции мягко говоря “не инженерно” и из лаборатории этой концепции скорее всего не удасться выбраться и в этот раз. 6. Организация: Tokamak Energy. Технический уровень: 3.2. Год старта проекта: 2009Ключевые люди: Jonathan Carling, David Kingham, Michael Graznevitch Сайт: https://www.tokamakenergy.co.uk/Описание концепции: Сферический токамак - геометрический “округленный” обычный токамак, физика в котором благоприятствует более простому получению термоядерной реакции. Является довольно хорошо разработанной концепцией - в мире работает 22 исследовательских сферических токамака, на крупнейшем из которых получены условия Q~0.1 (моя статья по проекту)Экспертная позиция: Сферический токамак обещает зажигание при более простых условиях и меньшем размере, и на первый взгляд из него гораздо проще и дешевле сделать промышленный реактор. Однако сжатая геометрия означает инженерный кошмар и более напряженные условия работы конструкции, в частности в центральной колонне, что может означать простой и быстрый прогресс до технического уровня 5 и полный тупик далее. 7. Организация: Applied Fusion Systems. Технический уровень: 2.2. Год старта проекта: 2015Ключевые люди: Richard Dinan, Dr. James Lambert Сайт: http://appliedfusionsystems.com/Описание концепции: Тоже сферический токамак. Экспертная позиция: Недавно появившийся стартап с неясными перспективами и пока не показавший никакого железа. Один из создателей - ТВ-звезда. 8. Организация: EMCC. Технический уровень: 2.1. Год старта проекта: 1987Ключевые люди: Dr. Jaeyoung Park, Dr. Paul Sieck, Dr. Robert W. Bussard Сайт: http://www.emc2fusion.org/ Описание концепции: Электростатитческое удержание типа Polywell - в центре камеры создается и удерживается магнитным полем облако электронов, к которому притягиваются ионы дейтерия, разгоняются и сталкиваются друг с другом с термоядерной реакцией. Идейно это фузор с виртуальным катодом. Экспертная позиция: Существуют сильнейшие сомнения, что подобная конструкция работоспособна в смысле положительного энерговыхода, однако она привлекательна среди любителей простотой реализации, и “улучшайзинг” поливелов похож обычно на метод научного тыка. Фирма EMCC много десятилетий сосала деньги из американского ВМФ на подобную деятельность, показав нулевой прогресс.9. Организация: Convergent Scientific Inc Технический уровень: 1.5 Год старта проекта: 1987 Ключевые люди: Mr. Devlin Baker, Dr. Joel Rogers, Dr. Matt Moynihan Ссылка на сайт: http://convsci.com/login Описание концепции: Тоже polywell, как и предыдущий стартап.Экспертная позиция: На данный момент фирма, похоже умерла, хотя официально об этом не заявлено. 10. Организация: Fusion One Технический уровень: 1.5 Год старта проекта: 2015Ключевые люди: Mr. Randal Volberg, Dr. Scott Cornish Сайт: https://www.fusionone.co/Описание концепции: Тоже polywell, как и предыдущий стартап. Экспертная позиция: Стартап с максимально сомнительными перспективами - как по выбранной концепции, так и по компетенциям основателей. Зато есть картинки “гигаваттный polywell размером 5.5х5.5х5.5 метра” (т.е. плотность снимаемой термоядерной энергии предлагается 16,1 МВт/м^2 - в несколько раз круче ИТЭР).Продолжение здесь.

17 января, 10:53

Обзор термоядерных стартапов мира, часть II

  • 0

Первая часть здесь.11. Организация: Lawrenceville Plasma Physics Fusion. Технический уровень: 2.8 Год старта проекта: 1998Ключевые люди: Eric Lerner, Dr. Syed Hassan, Dr. Robert Terry Сайт: https://lppfusion.com/Описание концепции: Плазменный фокус - одна из первых идей термоядерного реактора. В торцевом коаксиальном электрическом разряде неустойчивости вызывают сильно сжатие плазменного шнура, приводящее к достижению термоядерных условий.Экспертная позиция: Плазменный фокус давно используется как технология получения термоядерных нейтронов, в т.ч. подобные устройства используются в качестве импульсных источников нейтронов в ядерных бомбах. Технический уровень “плазменного фокуса”, достигнутый в военных научных центрах США и России неизмеримо выше, чем показывает LPPX. В частности, полный ток военных установок на порядок выше. Отсюда можно сделать вывод, что никаких перспектив по созданию термоядерного реактора у стартапа нет, иначе бы этот подход был бы использован специалистами по УТС на госзарплате.12. Организация: First Light Fusion. Технический уровень: 1.1. Год старта проекта: 2015Ключевые люди: Paul Hoolligan. Сайт: http://firstlightfusion.com/Описание концепции: Коллапс сферической мишени с термоядерным топливом проходящей скоростной ударной волной в жидкости. (презентация)Экспертная позиция: На данный момент это практически ничем не подтвержденная голая концепция, тем не менее получившая какие-то деньги на экспериментальную проверку. ===На этом классические стартапы, развивающие свои идеи на деньги частных инвесторов и гранты заканчиваются, но есть еще несколько проектов, которые в любом момент могут стать стартапом, и стоит о них упомянуть:Проект: CT Fusion (Dynomak). Технический уровень: 2.0.Ключевые люди: Dr. Tom Jarboe, Dr. Aaron Hossack, Mr. Derek Sutherland Сайт: http://www.ctfusion.net/Описание концепции: Магнитная ловушка, где плазма удерживает себя сложно закрученным вмороженным магнитным полем. По мнению создателей эту концепцию можно довести до термоядерных параметров. (моя статья по проекту)Экспертная позиция: Университетский проект, который пытался стать токамаком, и рисовал быстрый прогресс до электростанции. Преимуществом концепции является отсутсвие большой и тяжелой магнитной системы, минусом, по видимому, неясные перспективы масштабирования. Проект:Hyper-V + The PLX . Технический уровень: 2.0. Ключевые люди: Dr. Scott Hsu, Dr. Doug Witherspoon,Сайт: http://www.hyperv.comОписание концепции: Еще один вариант сжатия замагниченной мишени лейнером, в данном случае плазменным из тяжелых благородных газов. В чем-то схож с General Fusion. Сферическая плазменная DT мишень должна сжиматься прилетающими со всех направлений плазменными пучками, которые генерируются плазменными пушками. Экспертная позиция: Умеренно интересная концепция, которая уже примерно 10 лет находит деньги на эксперименты в ядерных лабораториях США. Из всех импульсных концепций имеет преимущество полностью газовой мишени и драйверов, что позволяет не заботится изготовления новой мишени и уборки обломков старой 10 раз в секунду. С другой стороны с точки зрения параметров сжатия данный эксперимент уже 5-7 лет не показывает особого прогресса, зато показывает прогресс по усложнению планируемого реактора - дорожка, которая чаще всего ведет на кладбище термоядерных концепций. Проект: MIT ARC. Технический уровень: 2.5. Ключевые люди: B.N.Sorbom, J.Ball, T.R.Palmer, F.J.Mangiarotti, Сайт: https://arxiv.org/pdf/1409.3540Описание концепции: Еще один вариант токамака - с сильным полем. Увеличив поле в 2 раза (что инженерно очень сложно) можно получить прирост мощности в том же объеме плазмы в 16 раз. Концептуально здесь обостряются проблемы с первой стенкой и дивертором, однако выигрыш заметен на глаз. К сожалению, в мире работало мало токамаков с сильным полем, и это направление еще требует своих промежуточных установок. (моя статья по проекту)Экспертная позиция: ARC от плазменной лаборатории известного университета MIT представляет собой сплав ярких идей - высокопольный токамак с разборными высокотемпературными сверхпроводящими магнитами, жидкосолевым бланкетом, сокращением систем поддержания тока и т.п. К сожалению, все это великолепие позволяет нарисовать очень классную машину, легко кладующую ИТЭР на лопатки, но в реальности может потребовать десятилетий НИОКР и нахождения проблем, которые заведут токамаки с сильным полем в тупик ровно так же, как и традиционные. Так, например, не так давно было обнаружено, что проводящая жидкость, которую качают поперек сильного магнитного поля может образовывать обратные прокачке течения - такие находки заставляют полностью пересматривать идею создания простых жидкосолевых бланкетов Проект: NumerEx. Технический уровень: 1.5.Ключевые люди: Dr. Scott Hsu, Dr. Doug Witherspoon, Сайт: http://www.hyperv.comОписание концепции: Еще один представитель концепций с сжатием замагниченной плазмы, фактически реанимация идеи LINUS 1972 года. В быстро вращающейся полости цилиндрической формы налит жидкий металл (расплавленный NaK или Li), который раскидан центробежной силой по стенкам и есть пустой канал в центре. В канал инжектируется замагниченная плазменная мишень, а с помощью газовых поршней, металл вытесняется ближе к центру, схлопывая канал и сжимая плазменную мишень. Экспертная позиция: Концепция LINUS и ее развитие в NumerEx с точки зрения физики довольно неплохи. Однако, даже базовые экспериментальные установки требуют сложной инженерии - рекордных сразу по нескольким параметрам газовых клапанов, больших вращающихся машин, интеграции всего этого с высоким вакуумом и деликатными плазменными инжекторами. Путь к проверке концепции на скейлинг будет не дешевым и не быстрым. С этой точки зрения, творческое переосмысление и инженерная оптимизация, проведенная General Fusion выглядит весьма правильной работой, которую очень сложно переплюнуть. Проект: ГДМЛ. Технический уровень: 3.5. Ключевые люди: А.А. Иванов, П.А. Багрянский, А.Д. Беклемишев, Сайт: http://www.inp.nsk.su/Описание концепции: Открытые ловушки представляют собой простейший вариант магнитного удержания термоядерной плазмы - реакторы постоянного действия. За свою длинную историю они имели несколько взлетов и падений, и достижение новосибирской команды из ИЯФ внушают оптимизм по поводу возможного внезапного выхода ОЛ в фавориты. (моя статья по проекту)Экспертная позиция: Проект ГДМЛ сочетает в себе как уже проверенные экспериментально, так и пока остающиеся теоретическими идеи, которые вместе оценочно позволяют собрать один из самых лучших (с точки зрения экономики и доступных термоядерных реакций) реакторов среди всех возможных. В настоящий момент упор ИЯФ - на проверке дополнительных идей, которые, в случае реализации, позволяют сделать минимальный ГДМЛ-реактор размерами около 30х3 метров. Удивляет пока только то, что в мире нет ни одного стартапа, который заявил бы в качестве концепции открытую ловушку, видимо по той причине, что повторить опыт и экспериментальную базу ИЯФ слишком дорого для стартапа. Проект: MagLIF. Технический уровень: 3.1. Ключевые люди: A.B. Sefkow, S.A. Slutz, J.M Koning Ссылка на обзор: http://aip.scitation.org/doi/pdf/10.1063/1.4890298Описание концепции: Еще один представитель систем со сжатием замагниченных плазменных мишеней. Небольшая цилиндрическая мишень с DT газом нагревается и ионизируется через торец импульсом мощного лазера. В ионизированной плазме внешней катушкой наводится сильное затравочное поле (~10T), после чего через мишень пропускается продольный ток в 25 мегаампер. Магнитное поле тока сжимает мишень по радиусу примерно в 100 раз, заодно разогревая топливо до термоядерных параметров, после чего происходит зажигание. (более подробное описание на русском)Экспертная позиция: MagLIF - одна из самых красивых термоядерных концепций, появившиеся за последние 10 лет, и продемонстировавшая в 2014 году очень хорошие экспериментальные результаты (полного согласия с теорией помешало добится неучтенное "вбивание" внутрь плазмы окна для пропускания лазерного излучения). Видимо, физически эта концепция может добраться до высокого энерговыхода - если создать установку, обеспечивающую импульсный ток в 70 мегаампер, то энерговыход будет в 1000 раз выше энергозатрат.Впрочем, как и у любых импульсных систем у этой есть две важные сложности, препятствующие реализации электростанций на базе концепта. Это необходимость собирать сложные высокотехнологичные мишени примерно раз в секунду, и вводить их в рабочую камеру, а так же сама рабочая камера, в которой будет взрываться где-то одна тонна тротилового эквивалента каждую секунду. По этим причинам мы врядли когда-нибудь увидим электростанцию с импульсным термоядерным реактором, однако физика тут интересная...===В заключение хочется отметить, что все эти стартапы находятся в США, Канаде и Великобритании. Хотя наиболее благоприятный рынок для развития термоядерных электростанций - наверное Китай, ЮВА, и континентальная Европа (замена угольных ТЭС). Можно сделать вывод, что для инвесторов из других стран это направление пока кажется слишком рискованным и “длинным”. И делая такой вывод можно пойти дальше - как только мы увидим первые тайваньские, южнокорейские, японские и китайские стартапы на околотермоядерную тематику, то можно с большой уверенностью говорить, что время термоядерной энергетики пришло.

Выбор редакции
09 января, 00:07

ИТЭР переходит на большой масштаб

  • 0

Очень крутые фоточки произошедшего в декабре выложили на Iter.org только в январе, поэтому пара событий не успела войти в "годовой отчет"Первая новость особенно радует меня. Три года назад, когда я писал про тороидальные катушки, существовали только кабели, из которых их должны были мотать, а создание полноразмерной катушки все как-то откладывалось и уползало в будущее. И вот, внезапноНа фото примерка первого корпуса тороидальной катушки на Hundai Heavy Industries, которую производили 18-19 декабря. Примерка одной половины корпуса, изготовленной тут же, к другой, изготовленной в Японии. И вот что получилосьНастоящая полноразмерная катушка, со всеми элементами! Фантастика! Весит эта нержавеющая красота 190 тонн. Точность изготовления - вот:Здесь видно, как сошлись две половинки выреза под сварку на двух деталях. Общий размер - 16х9 метров, получившийся допуск - 0,75 мм.Напомню, как это все будет выглядеть в сбореЭти детали корпуса в январе должны отправится в Италию на производство SIMIC, где уже лежит собственно сверхпроводящий магнит, который будут вставлять в корпус, заваривать и проводить холодные испытания получившейся конструкции. На SIMIC соберут 10 катушек, а еще 9 - на производстве Mitsubishi в Японии.Сверхпроводящий магнит, который ляжет внутрь корпуса.Но это еще не все. На площадке ИТЭР в ночь с 18 на 19 прошли испытания крановой системы в здании предварительной сборкиНагрузка весом 1875 тонн была поднята спаркой кранов, и перемещалась по программам, которые запланированы для элементов токамака в дальнейшем.Здание предварительной сборки постепенно обретает окончательный вид, который позволит работать и с тороидальными катушками и с сегментами вакуумной камеры. По планам, первые элементы должны прибыть на стенды сюда уже в конце 2018, хотя верится в этой с трудом.Масштаб!