Лунный гелий-3 или Все пути ведут на Луну

[Athlon]

Я вообще за Туруханскую ГЭС - 20Гвт, 46 Твт.ч/год - конфетка!

Вы не путаете ее с Нижне-Ленской? Насколько я помню, по проекту у Туруханской 11700 МВт.

Не путаю. Вообще, проект несколько раз менялся. Кому интересно - http://www.lhp.ru/turuk.html Там мощность 12ГВт, еще 8Гвт планируется поставить, если будет решение создать на базе водохранилища государственный энергетический резерв.

Нижне-Ленская- эт вообще монстр, 38ГВт, по-моему, но очень спорный, гигантские площади затопления.

[Татарин]

По аккумуляторам - выручит сверхпроводимость.

Не выручит. :\
Никак не выручит. И никогда. Энергии не те.

И маховики не выручат.
И химические аккумуляторы не выручат.
И водород - тоже не выручит... в ближайшие лет 50 и за хоть сколь-нить разумную цену.

[Athlon]

Стоимость прикидывать не возьмусь, но полагаю, что она вполне приемлима. Миллионы от силы. Масса - явно в пределах 50-100 тонн - немного.  Это установка уже для тонны гелия в год. На первом этапе, когда по Луне ползают два-три комбайна - их обеспечивает небольшая экспериментальная установка.

Может быть. Но надо считать, тут я не спец.

Комбайну к базе ездить ни к чему. Первичный газ к базе возят "грузовики", раз в несколько дней - привозит пустой баллон, забирает полный. На сотню комбайнов десятка "грузовиков" хватит с головой. Сам грузовик - массой килограмм 500, штука лёгкая и простая, немногим сложней американского луномобиля.

Значит, придется еще оные автомобильчики на Луну тащить, ремонтировать их там... А затащить каждый кг на Луну ой, денежек стоит...

Да, солнечные концентраторы нам сильно не помогут, солнечная постоянная 1,36кВт/м2, при площади 100м2 (вряд ли комбайн утянет больше) и самых идеальных условиях получаем всего 136 Кдж, что позволяет прогревать примерно 250 грамм грунта в секунду.

На 10% поднять производительность на халяву - это очень хорошо. Тем более, что концентраторы можно сделать площадью побольше, и даже, возможно, из местного материала.

Во-первых, в самых идеальных условиях. Во вторых, больше вряд ли разместим (да и столько сомневаюсь). В третих, им будет нужна система ориентирования, грунт придется, вероятно, нагревать отдельно от общей массы и т.д. Проще забить. Про местные материалы это маловероятно, придется создаватьотдельную промышленность за совершенно отдельные деньги.

Далее,надо бы оценить, сколько будет весить реактор на 10мвт (с биологической защитой!),

Реактор без защиты - несколько тонн, масса будет зависеть от того, как мы отбираем с реактора энергию, какую долю необходимо преобразовывать в электричество. Нам нужно тупо греть реголит, поэтому можно просто снимать с реактора тепло теплоносителем (вероятно, удобнее всего жидкометаллическим), и подаём в теплообменник, греющий реголит (может быть, не до 800 С, а до 500 С, скажем). Возможно, часть энергии конвертим в электричество, и догреваем уже им. Но это всё подробности, требующие детального рассмотрения с учётом кучи факторов.

Защита - не проблема. С Земли её везти не нужно, сделаем на месте - зальём пустотелые "баки" расплавленной породой или даже просто засыпем реголитом. Вес - не критичен, пущай хоть 20 тонн  -1/6 g как-никак, может, комбайн еще балластом догружать придётся.

Тут я не спец. Может, кто сможет прикинуть эффективность биологической защиты из реголита? И вообще, что-нибудь сказать по поводу реактора.

каким образом мы собираемся нагревать грунт, каковы будут КПД и масса систем отбора мощности реактора и нагрева грунта.

Это уже работа для хорошего НИИ на пару месяцев - если, конечно, мы хотим получить обоснованный ответ, а не нечто от балды.

Все же без хотя бы приблизительных оценок нам не обойтись, без этого требуемую энергетику систему и ее массу нам не оценить.

Нагретую до 700гр. газовую смесь надо будет охлаждать, а то она при сжатии еще нагреется, никакие баллоны не выдержат.

Не проблема. В минуту ведь получаем доли грамма газовой смеси. охладить легко.

И все же очень хотелось бы узнать, сколько оной смеси выделяется из единицы массы грунта, а также ее фракционный состав (желательно с малыми составляющими)

А охладим, некоторые фракции могут сконденсироваться (а то и замерзнуть прямо в баллоне или в трубопроводах).

Это только если очень увлечься охлаждением

Надо смотреть состав газовой смеси.

Что-то мне подсказывает, что кроме всяких СО2 и Н2О из реголита при 700 градусах будут возгоняться и другие любопытные соединения, в т.ч. и с металлами.

Шут его знает... Упоминаний о чём-либо подобном нигде не встречал. Если и впрямь полетит что-то лишнее и будет создавать проблемы - будем греть не до 800, а до 500-600: выход гелия снизится на четверть, но от проблем избавимся. Но думаю всё же, что ничего там страшного не полетит.

Чем меньше производительность, тем больше комбайнов придется с Земли тащить.  А кредитная линия-то не резиновая..

Кроме того, в реголите попадаются, и довольно часто, неслабые камни, значит, мы будем иметь достаточно быстрый износ рабочих органов грунтозаборника

Сколько живут рабочие органы обычного земного бульдозера? Почему у лунного они должны скиснуть быстрее? Тем более что машины-то уникальные, рабочие органы можно сделать не то что из титана, а хоть из боразона

Эт не бульдозер, скорее проходческий комбайн. Из чего не делай, ломаться все равно будут. Попадется железо-никелевый метеорит- и привет... Причем чувстую я, что главные проблемы будут в подводяще-дробильной системе. А как там с ремонтом будет - тот еще вопрос.

Вообще комбайн получается довольно экстремальной машиной для работы в экстремальных условиях.

Вопрос - насколько экстремальной. 40 лет, конечно, не прослужит, но несколько лет - почему бы и не?[/quote]

Определимся сначала, что он будет из себя представлять.

[Fakir]

Athlon

На дотации в миллиарды (десятки, сотни миллиардов?) долларов - не раскрутите.

Ну как знать... Дотируют же в США сельское хозяйство весьма неслабо, ежегодно, пожалуй, на миллиардные суммы (хотя точных цифр не помню). А проект мы полагаем международным, так что даже десятимиллиардные ежегодные дотации, раскинутые на 20-30 стран - ИМХО, достаточно реалистиная вещь. Тем более вы сами ниже пишете, что озабоченные экологией государства дотируют ту же ветровую энергетику. А перспективы гелиевого термояда, в том числе экологические, куда как более обещающие.

5 тонн - это, по Вашим данным, 5000000г/15г=333 триллиона киловатт-часов? А Вы точно посчитали? Может, имеется в виду 15 килограммов Не-3 на млрд.квт-ч?

Тьфу ты, вы же про киловатт-часы, а я автоматически считал в ваттах и забыл перевести. Да, вы правы, 15 килограммов на млрд. квт-ч. Прошу прощения.  

Ежели считать, что комбайн использует 5 Мвт на нагрев грунта, то в год комбайн выдает 2,5 кг гелия-3, а на 5 тонн мы должны иметь 2000 комбайнов. А все, что до этого - эксперименты за счет налогоплательщиков? Ну, знаете...

Во-первых, поскольку проект мы предполагаем международным, бремя, которое ляжет на налогоплательщиков, будет совсем небольшим. Во-вторых, при годовой добыче порядка тонн  мы уже должны получить частичную окупаемость. А может, уже и полную, да еще с прибылью - это зависит от уровня развития космических технологий того времени (минимум 30 лет спустя, не забывайте).

Если изготовление и доставку каждого комбайна оценить всего в 100 млн.$,

ИМХО, эта оценка сильно завышена. В принципе комбайн можно запустить к Луне даже на "Протоне", себестоимость которого вроде не больше 40 млн. - это современные технологии и современные цены, через 30 лет и при сотнях пусков всё явно будет дешевле.  60 млн. за разгонник и комбайн - это явно сильный перебор. Комбайн, тем более при производстве сотнями штук наверняка стоить будет никак не больше нескольких миллионов.  

ИМХО, промышленное производство начинается с выработки 10 млрд. квт.ч в год.

Т.е. это годовая выработка одной гигаватнной электростанции? Тогда масштаб явно маловат. ИМХО, промышленным можно считать масштаб добычи минимум в 10 раз больший. Т.е. годовую добычу от тонны гелия.

А кстати, какова электрическая мощность и выработка ИТЕРа?

Электрическая - вероятно, будет где-то 150 МВт. Была бы. Поскольку проект основательно обрезан по сравнению с начальным вариантом (переделан так, чтобы стоимость уменьшилась более чем вдвое), электричество ИТЭР вырабатывать не будет. По крайней мере, полномасштабно. Электричество должна вырабатывать следующая установка, DEMO, в количестве 500 МВт - кстати, при тех же размерах, что у ИТЭРа и вчетверо большей мощности, стоить она должна дешевле ИТЭРа.  

Главное же условие существование электростанции - себестоимость электроэнергии ниже тарифа, который состовляет в разных странах 4-7 центов за квт.ч для промышленных потребителей. В России в ближайшие 10 лет предпологается тариф на уровне 2-2,5 центов.

Так экстраполировать тарифы надо лет на 30-35... Хотя, конечно, это вряд ли можно сделать достаточно надёжно.

ИМХО, термоядерные АЭС, особенно на первом этапе, вряд ли будут иметь стоимость меньше 2000$ за квт.

Ну, пока получается ИМХО против ИМХО  Точно предсказать всё равно невозможно. По крайней мере, стоимость гигаваттной электростанций в 1,5 млрд. не выглядит фантастической. А я всё же думаю, что она будет заметно меньше.

Общий рост тарифов возможен, если активно заработают механизмы типа Киотского протокола, что возможно на локальном уровне (например, в ЕЭС),  

Так ведь ЕЭС и будет, по логике вещей, первым в очереди на постройку гелиевых реакторов. У них плотность населения велика, экология особо критична. Опять же, не хочется зависить от поставщиков нефти, газа, урана, угля - своих ресурсов мало.

К тому же за 30 лет Киотский протокол может заработать и по полной программе - особенно если окончательно утвердится представление о выбросе парниковых газов как основной причине глобального потепления. Так что вероятность этого очень немаленькая.

Стоимость производства на АЭС не должна увеличиваться,

Не должна, но, видимо, будет. Отходы будут копить, старые станции надо будет демонтировать. Сколько это будет стоить - одному Аллаху известно, но совсем недёшево.

Угольные ТЭС, наоборот, скорее подешевеют - подешевеет оборудование для экологически безопасного сжигания угля.  

Тем не менее эта экологическая безопасность будет весьма относительной...

Будет реализовано несколько проектов приливных электростанций, там, где можно, продолжат строить ГЭС, с той же стоимостью, как и сейчас.

Там, где можно - будут. Но ведь и потребности в энергии в мировом масштабе будут расти. И вырастут за 30 лет, по-видимому, сильно. Как бы не вдвое-втрое.

Нижне-Ленская- эт вообще монстр, 38ГВт, по-моему, но очень спорный, гигантские площади затопления.

Очень неприятная сторона ГЭС

[Fakir]

Athlon

Значит, придется еще оные автомобильчики на Луну тащить, ремонтировать их там...

Масса и затраты на обслуживание грузовиков составят от силы процент от комбайнов. При оценке ими смело можно пренебречь.

Во-первых, в самых идеальных условиях. Во вторых, больше вряд ли разместим (да и столько сомневаюсь). В третих, им будет нужна система ориентирования, грунт придется, вероятно, нагревать отдельно от общей массы и т.д. Проще забить. Про местные материалы это маловероятно, придется создаватьотдельную промышленность за совершенно отдельные деньги.

В конце концов, это уже детали. Поскольку мы делаем грубые оценки, на 10% с чистой совестью можно забить.

Может, кто сможет прикинуть эффективность биологической защиты из реголита? И вообще, что-нибудь сказать по поводу реактора.

Начнём с того, что биологическая защита ему, по большому счёту, вообще не нужна. Комбайн автоматический, и на нём боится радиации только электроника - а её заэкранировать просто. Реактор комбайна может представлять опасность только для ремонтника, но на время обслуживания реактор, естественно, глушится, и светят только накопленные в ТВЭЛах осколки. За год, конечно, их наберётся прилично, но по сравнению с нейтронным фоном работающего реактора они светят слабо. От них прикрыться просто, да даже и от нейтроннов работающего реактора несложно, если мы можем себе позволить таскать лишние тонны защиты, а на Луне это совсем не проблема.

Все же без хотя бы приблизительных оценок нам не обойтись, без этого требуемую энергетику систему и ее массу нам не оценить.

Вполне можно принять мощность 5 МВт при суммарной массе комбайна меньше 10 тонн. Думаю, что это еще заметно завышенная оценка.

И все же очень хотелось бы узнать, сколько оной смеси выделяется из единицы массы грунта, а также ее фракционный состав (желательно с малыми составляющими)

Я постил эти данные на 1-й или 2-й странице. А, вот даже картинку нашёл:

Эт не бульдозер, скорее проходческий комбайн.

Да почему ж проходческий комбайн?! Он должен соскребать (причём медленно) тонкий слой грунта, толщиной всего в пару десятков сантиметров, грунт по механическим свойствам похож на влажный песок. Натуральный бульдозер, причём работающий в довольно халявных условиях.

 

Попадется железо-никелевый метеорит- и привет... Причем чувстую я, что главные проблемы будут в подводяще-дробильной системе.

Проблем с булыжниками в реголите можно относительно легко избежать. Поставить устройство, обнаруживающее твёрдые вкрапления, например, ультразвуковой локатор - и этот вопрос отпадёт. Хотя с ультразвуковым - нужно будет еще выяснить, как ультразвук распространяется в реголите, сыпучая всё-таки порода... Ну если не получится с ультразвуком - можно в реголит хоть щупами тыкать, загребаем-то его медленно.

Скорее, основная проблема будет не с механической частью, а с герметизацией выпаривательной камеры.

[Fakir]

Татарин

Не выручит. :\
Никак не выручит. И никогда. Энергии не те.

И маховики не выручат.
И химические аккумуляторы не выручат.  

Да уж... Представляю себе энергонакопительные пункты на сверхпроводниках или супермаховиках, компенсирующие гигаваттные перепады... Вернее, не представляю, если уж совсем честно
Тысячи маховиков, каждый в вакуумированной камере, на магнитной подвеске, на каждом генератор-двигатель, система, коммутирующая всё это хозяйство... Или того лучше - куча сверхпроводящих катушек, криогеника под них, индукционные устройства для ввода-вывода энергии... Плюс риск того, что всё это хозяйство может так нехило рвануть... Нет уж, лучше пару АЭС построить

[Agent]

По деньгам сча считать особого смысла нету.
Слишком расплывчато.
Серьезные деньги могут прийти только от бизнеса. И только в случае окупаемости. На сейчас крупные энергетические корпорации позволяют себе сроки в 10-15 лет с начальными затратами в десятки млрд. С устойчивой тенденцией к увеличению. Можно ожидать в ближайшие декады и 30летние проекты с сотнями гигабаксов. И это не деньги налогоплательщиков. Это деньги бизнеса от потребителей.
Главно, чтобы они точно считались. Для этого нужно построить экспериментальную базу с установкой по переработке реголита. Ну и транспортная система.
У НАСА прямые и косвенные лунные расходы на первые 10 лет (2010-2020) будут составлять минимум 10 млрд в год в теперишних долларах. Чего должно хватить для ответов на все экономические вопросы. Но это будет не ранее 2020г.
К тому же сроку должна проясниться ситуация с ТЯ реактором и будут более точные прогнозы цен на ээ в последующие десятилетия.
Прогресс то на месте стоять не будет.
Для примера, энергоемкость на один доллар ВВП в США за последние 30 лет уменьшилась вдвое. И счета за энергию во всех видах (ээ, газ, тепло, бензин) ща составляет 6% семейного бюджета вместо 9% 20 лет назад. И это на фоне роста потребления. То есть эффективность использования растет и неслабо. Пока только эволюционно - авто пробегают больше с литра и тд. А ведь намечаеться и качественный скачек навроде топливных элементов и тд. Вполне возможно, что сделают эффективные СБ, децентрализованные энергетические сети (а ля инет - то есть глобальные, сверхустойчивые, двунаправленные и в кажен дом).
Все это может  в равной степени как и показать чрезвычайную выходность лунного гелия, так и его убыточность. Но опять же - на обозримый от тогда период.

[Agent]

Касаемо сети поподробнее выскажусь.
Ессно будут крупные сстанции и крупные промышленные потребители. Но это легко считаеться.
Касаемо множества мелких. В основном домов.
Я себе дом будущего представляю дето так:
Цены покупки и продажи энергии и энергоносителей будут изменяться ежеминутно. Домашний компьютер в реалтайме просчитывает текущие и будущие потребности, себестоимость накопленных (водородный бак в гараже и запаркованном автомобиле, возможно заправленном на водородной централизованной заправке) и вырабатываемых с существующих источников (СБ на крыше, газ, ветряк и тп). Сопоставляет с ценой покупки\продажи с\в розетку и принимает решение - тянуть ээ и копить в водороде или отдавать с гаражного или автомобильного топливного элемента. Или работать изолированно.
Система получиться сверхсложной. Придеться учитывать прогноз погоды (для выработки с СБ и потребления системы кондиционера), биржевые цены для газа, сезонные колебания и прочая прочая. Но оно того стОит.

[Athlon]

На дотации в миллиарды (десятки, сотни миллиардов?) долларов - не раскрутите.

Ну как знать... Дотируют же в США сельское хозяйство весьма неслабо, ежегодно, пожалуй, на миллиардные суммы (хотя точных цифр не помню). А проект мы полагаем международным, так что даже десятимиллиардные ежегодные дотации, раскинутые на 20-30 стран - ИМХО, достаточно реалистиная вещь. Тем более вы сами ниже пишете, что озабоченные экологией государства дотируют ту же ветровую энергетику. А перспективы гелиевого термояда, в том числе экологические, куда как более обещающие.

Прямых дотаций - не получите. Получите ускоренную амортизацию, возможно, освобождение от налога на прибыль. Если заработают Киотские механизмы - дотации еще оттуда.

Ежели считать, что комбайн использует 5 Мвт на нагрев грунта, то в год комбайн выдает 2,5 кг гелия-3, а на 5 тонн мы должны иметь 2000 комбайнов. А все, что до этого - эксперименты за счет налогоплательщиков? Ну, знаете...

Во-первых, поскольку проект мы предполагаем международным, бремя, которое ляжет на налогоплательщиков, будет совсем небольшим. Во-вторых, при годовой добыче порядка тонн  мы уже должны получить частичную окупаемость. А может, уже и полную, да еще с прибылью - это зависит от уровня развития космических технологий того времени (минимум 30 лет спустя, не забывайте).

Не надо про будущий уровень развития будущих технологий - иначе мы из реальности уходим в научную фантастику. Ну, посмотрите 30 лет назад - 1975 год. Чего принципиально нового в космонавтике появилось с тех времен? Сильно дешевле килограмм на орбиту стал? То-то. Какие гарантии, что через 30 лет будут некие прорывы. Короче, ориентируемся на современные, отработанные технологии с перспективой их эволюционного развития (ракеты побольше... реакторы помощнее...)

Если изготовление и доставку каждого комбайна оценить всего в 100 млн.$,

ИМХО, эта оценка сильно завышена. В принципе комбайн можно запустить к Луне даже на "Протоне", себестоимость которого вроде не больше 40 млн. - это современные технологии и современные цены, через 30 лет и при сотнях пусков всё явно будет дешевле.  60 млн. за разгонник и комбайн - это явно сильный перебор. Комбайн, тем более при производстве сотнями штук наверняка стоить будет никак не больше нескольких миллионов.  

Во-первых, с чего вы решили, что выводить будем на Протоне? Кто платит, тот и заказываеи музыку, а платить будут в основном явно штаты. Потом, низкая стоимость Протона - следствие крайне низкого уровня оплаты труда в России. вы считаете, что так оно и останется?
Ну и наконец, а сколько там у нас комбайн весит? Один реактор - "несколько тонн", а в целом, полагаю, тонн десять как минимум. Плюс к Луне как-то лететь надо, садится на нее. Значит, еще некий разгонн-посадочный блок. Если используем буксир, то все равно топливо к буксиру + системы ориентации и стыковки. Плюс САС для активной зоны реактора, причем рассчитаный на аварию на всех режимах выведения и нахождения на орбите. А то свалится уран на головы (и в легкие) налогоплательщиков, и ГРИНПИС такое устроит, что и подумать страшно. И все это Протоном запускать к Луне будете? Не, что-то сверхмощное понадобится, с соответствующей стоимостью. Комбайн с реактором - несколько миллионов? Поинтересуйтесь, сколько стоит MSL (куда меньшая по размерам тележка). Можете уменьшить стоимость в 3, даже ладно, в 5 раз - на серийность.

ИМХО, промышленное производство начинается с выработки 10 млрд. квт.ч в год.

Т.е. это годовая выработка одной гигаватнной электростанции? Тогда масштаб явно маловат. ИМХО, промышленным можно считать масштаб добычи минимум в 10 раз больший. Т.е. годовую добычу от тонны гелия.

Вот теперь уже тонна. Прогресс. Значит, тонна - это всего-то 400 комбайнов и 67 млрд.квт.ч (3 с лишним Красноярских ГЭС, ок 7% энергопотребления России). Это, значит, еще не промышленность, так, экспериментальные наработки? А еще 40 автомобильчиков, базовая станция с криогеникой (а может, еще и не одна?), затраты на техобслуживание и ремонт (гм, а сколько космонавтов нужно, чтобы поддерживать эту ораву?). Потом, на такие грузопотоки новые стартовые столы и другую наземную инфраструктуру создавать надо.
Значит, по 100млн. за комбайн (я Вам еще обалденную скидку даю!) мы имеем 40 млрд.$. Я Вам предлагаю Туруханскую ГЭС + Мезенскую ПЭС (46Твт.ч+39Твт.ч=85Твт.ч.), стоимость 15,9+9,1= 25 млрд.$ Мы получаем на 25% больше экологически чистейшей (возобновляемой, почти без эксплуатационных затрат!) электроэнергии за 1,6 раза (как минимум!) меньшие деньги. И мы еще не считаем стоимость термоядерных электростанций! Вопросы есть?

А кстати, какова электрическая мощность и выработка ИТЕРа?

Электрическая - вероятно, будет где-то 150 МВт. Была бы. Поскольку проект основательно обрезан по сравнению с начальным вариантом (переделан так, чтобы стоимость уменьшилась более чем вдвое), электричество ИТЭР вырабатывать не будет. По крайней мере, полномасштабно. Электричество должна вырабатывать следующая установка, DEMO, в количестве 500 МВт - кстати, при тех же размерах, что у ИТЭРа и вчетверо большей мощности, стоить она должна дешевле ИТЭРа.  

Упс! Т.е. ИТЭР чистый эксперимент, типа токамаков, и до реального реактора от него еще неблизко. А сколько будет стоить DEMO?

Главное же условие существование электростанции - себестоимость электроэнергии ниже тарифа, который состовляет в разных странах 4-7 центов за квт.ч для промышленных потребителей. В России в ближайшие 10 лет предпологается тариф на уровне 2-2,5 центов.

Так экстраполировать тарифы надо лет на 30-35... Хотя, конечно, это вряд ли можно сделать достаточно надёжно.

Я приводил обоснования, но, конечно, я не Нострадамус.

ИМХО, термоядерные АЭС, особенно на первом этапе, вряд ли будут иметь стоимость меньше 2000$ за квт.

Ну, пока получается ИМХО против ИМХО  Точно предсказать всё равно невозможно. По крайней мере, стоимость гигаваттной электростанций в 1,5 млрд. не выглядит фантастической. А я всё же думаю, что она будет заметно меньше.

Пример ИТЭРА, увы, пока свидетельствует об обратном. Если он по первоначальному проекту должен был вырабатывать 150Мвт за 8 млрд.$ ...

Общий рост тарифов возможен, если активно заработают механизмы типа Киотского протокола, что возможно на локальном уровне (например, в ЕЭС),  

Так ведь ЕЭС и будет, по логике вещей, первым в очереди на постройку гелиевых реакторов. У них плотность населения велика, экология особо критична. Опять же, не хочется зависить от поставщиков нефти, газа, урана, угля - своих ресурсов мало.

К тому же за 30 лет Киотский протокол может заработать и по полной программе - особенно если окончательно утвердится представление о выбросе парниковых газов как основной причине глобального потепления. Так что вероятность этого очень немаленькая.

Насчет протокола - бабушка надвое сказала. Пока он скорее мертв, чем жив.
А насчет первых в очереди - а смотря сколько будет стоить. А то можно поступиться гордостью и купить у русских газ. Или просто электричество с ГЭС, ПЭС или АЭС. Финны вон, помешанные на экологии, новую АЭС строят.

Стоимость производства на АЭС не должна увеличиваться,

Не должна, но, видимо, будет. Отходы будут копить, старые станции надо будет демонтировать. Сколько это будет стоить - одному Аллаху известно, но совсем недёшево.

А разве расходы на демонтаж и утилизацию отходов не закладываются в тариф уже сейчас?

Угольные ТЭС, наоборот, скорее подешевеют - подешевеет оборудование для экологически безопасного сжигания угля.  

Тем не менее эта экологическая безопасность будет весьма относительной...

А ничего абсолютного не бывает. Но сажа и кислотные дождички на голову падать не будут.

Будет реализовано несколько проектов приливных электростанций, там, где можно, продолжат строить ГЭС, с той же стоимостью, как и сейчас.

Там, где можно - будут. Но ведь и потребности в энергии в мировом масштабе будут расти. И вырастут за 30 лет, по-видимому, сильно. Как бы не вдвое-втрое.

В развитых странах - сомневаюсь чтоб так вырасло энергопотребление, в развивающихся - это да, но там как раз тот же гидропотенциал еще не отработан  - вон, какие Китай ГЭС строит - крупнейшие в мире!
А в России точно нет - у нас и так энергоемкость ВВП (наследие советских времен!) в 4 (!) раза больше, чем у близких по климату скандинавских стран и Канады. Мы вообще долго можем ничего не вводить, а только экономить (тем более, что удвоение ВВП как-то все откладывается )

Нижне-Ленская- эт вообще монстр, 38ГВт, по-моему, но очень спорный, гигантские площади затопления.

Очень неприятная сторона ГЭС [/quote]

Данной конкретной ГЭС. Да и та топит исключительно якутскую тундру.

[Athlon]

Серьезные деньги могут прийти только от бизнеса. И только в случае окупаемости.

Святые слова!

[Athlon]

Масса и затраты на обслуживание грузовиков составят от силы процент от комбайнов. При оценке ими смело можно пренебречь.

500 кг от 10 тонн - 5%

В конце концов, это уже детали. Поскольку мы делаем грубые оценки, на 10% с чистой совестью можно забить.

Договорились

Начнём с того, что биологическая защита ему, по большому счёту, вообще не нужна. Комбайн автоматический, и на нём боится радиации только электроника - а её заэкранировать просто. Реактор комбайна может представлять опасность только для ремонтника, но на время обслуживания реактор, естественно, глушится, и светят только накопленные в ТВЭЛах осколки. За год, конечно, их наберётся прилично, но по сравнению с нейтронным фоном работающего реактора они светят слабо. От них прикрыться просто, да даже и от нейтроннов работающего реактора несложно, если мы можем себе позволить таскать лишние тонны защиты, а на Луне это совсем не проблема.

Эт хорошо, но все-же сколько оных нескольких тонн нужно? Не экранировать реактор - все-же рискованно... К рабочей машине и не подойдешь, и саму ее не подгонишь. Не, надо экранировать.

Все же без хотя бы приблизительных оценок нам не обойтись, без этого требуемую энергетику систему и ее массу нам не оценить.

Вполне можно принять мощность 5 МВт при суммарной массе комбайна меньше 10 тонн. Думаю, что это еще заметно завышенная оценка.

Ладно, на 10 тонн соглашусь, пока не нашелся грамотный специалист в данной области, который бы нам, неразумным, это дело бы разъяснил.
А 5 МВт - это только на нагрев или на все?

И все же очень хотелось бы узнать, сколько оной смеси выделяется из единицы массы грунта, а также ее фракционный состав (желательно с малыми составляющими)

Я постил эти данные на 1-й или 2-й странице. А, вот даже картинку нашёл:


А что, кроме Не3, Не4, Н2, Н20, N2, СО2, СО, СН4 больше совсем ничего не выделяется?!

Эт не бульдозер, скорее проходческий комбайн.

Да почему ж проходческий комбайн?! Он должен соскребать (причём медленно) тонкий слой грунта, толщиной всего в пару десятков сантиметров, грунт по механическим свойствам похож на влажный песок. Натуральный бульдозер, причём работающий в довольно халявных условиях.

Бульдозер только сгребает. Данный агрегат захватывает, измельчает, нагревает и выкидывает 10кг грунта в секунду (600 кг в минуту). Скорость мы будем иметь 1-2 км/ч (в зависимости от ширины захвата).

 

Попадется железо-никелевый метеорит- и привет... Причем чувстую я, что главные проблемы будут в подводяще-дробильной системе.

Проблем с булыжниками в реголите можно относительно легко избежать. Поставить устройство, обнаруживающее твёрдые вкрапления, например, ультразвуковой локатор - и этот вопрос отпадёт. Хотя с ультразвуковым - нужно будет еще выяснить, как ультразвук распространяется в реголите, сыпучая всё-таки порода... Ну если не получится с ультразвуком - можно в реголит хоть щупами тыкать, загребаем-то его медленно.

Вопрос, какова концентрация достаточно крупных камней в верхнем слое реголита. А то, может, объезжать замучаемся.

Скорее, основная проблема будет не с механической частью, а с герметизацией выпаривательной камеры.[/quote]

О! Еще одна проблемка!

[Fakir]

Athlon

Прямых дотаций - не получите.

Ну я бы не стал так уверенно. Всё же это гадание то ли на гуще, то ли на бобах.

Не надо про будущий уровень развития будущих технологий - иначе мы из реальности уходим в научную фантастику.

То-то. Какие гарантии, что через 30 лет будут некие прорывы.

Да уж пора второму закону диалектики сработать.

Во-первых, с чего вы решили, что выводить будем на Протоне?

А я понятия не имею, на чём именно мы будем выводить через 30 лет. "Протон" - просто иллюстрация того, что вывести 20 тонн за 40 млн. уже сегодня реально. Можно предполагать, что если сделать новый носитель на уровне сегодняшних технологий, то выведение, скажем, 30-ти тонн можно уложить в пределы 60 млн. В качестве оценки сгодится.

Кто платит, тот и заказываеи музыку, а платить будут в основном явно штаты.

Если рассуждать так - то тогда штатам  либо не надо жалеть деньги, либо не выпендриваться и заказывать на стороне самое дешевое из того, что есть.

Потом, низкая стоимость Протона - следствие крайне низкого уровня оплаты труда в России.

Это - на уровне предположений. Точно-то не знаем. Может, это американские ракеты дорогие из-за высокой нормы прибыли или еще из-за чего.

Ну и наконец, а сколько там у нас комбайн весит? Один реактор - "несколько тонн", а в целом, полагаю, тонн десять как минимум.

Ну зависит от мощности реактора, от конструкции, от многих факторов. В принципе-то можно в тонну и 200 МВт вписать, и больше (американский реактор "Феб" по программе ЯРД "Нерва" имел мощность в 5 ГВт при массе движка с защитой 13,6 тонн, наш РД-0410 имел массу порядка 2 тонн при мощности 200 МВт). У реактора комбайна удельная мощность, конечно, поменьше, потому что охладитель не такой хороший, как жидкий водород, плюс надо конвертить часть энергии в электричество, но тонна на мегаватт - оценка, скорее, даже пессимистическая. Масса перспективных реакторов из семейств "Буков" и "Топазов" (мощности тепловые - порядка мегаватта, электрические - 100 кВт) порядка тонны. Соответственно, комбайн можно вписать и в 5 тонн - ну будет у него не 5 МВт мощность, а 1,5-2. Тут уже будет зависеть от того, на чём возить будем.

Плюс к Луне как-то лететь надо, садится на нее. Значит, еще некий разгонн-посадочный блок. Если используем буксир, то все равно топливо к буксиру + системы ориентации и стыковки.

Разгонный - отдельно, посадочный - отдельно. Предположим, что везём комбайн массой 5 тонн. Благодаря малой лунной тяжести даже на химических движках с довольно посредственным УИ масса комбайна вместе с посадочной ступенью будет немногим больше 10 тонн.
Тащим всё это хозяйство к Луне многоразовым буксиром. Буксир - на ЭРД, УИ от 2000 с (современные серийные СПД имеют УИ 1500 с, разрабатываются движки на 3000-3500 с), масса самого буксира (движки, стыкузел, системы ориентации) менее тонны. На пути к Луне буксир запитывается от реактора комбайна (для полёта обратно у него есть солнечные панели или маленький изотопный генератор). Таким образом, у нас остаётся на рабочее тело почти 10 тонн. При хорошем УИ - вполне хватит.
В принципе вписаться можно - заметьте, на уровне существующих технологий, ничего экстраординарного.  

Плюс САС для активной зоны реактора, причем рассчитаный на аварию на всех режимах выведения и нахождения на орбите. А то свалится уран на головы (и в легкие) налогоплательщиков, и ГРИНПИС такое устроит, что и подумать страшно.

Невыгоревший уран в реакторе вообще практически не представляет опасности, у него смешная активность (в качестве иллюстрации - при сооружении первых ядерных реакторов урановые блоки укладывали в сборку голыми руками, вообще безо всякой защиты). Всякая сильно активная и долгоживущая дрянь накапливается в процессе работы реактора, так что при аварии на старте гораздо больше вреда будет от НДМГ (если выводим "Протоном"), чем от урана.

Комбайн с реактором - несколько миллионов?

А почему нет? Не знаю точно стоимости "Топазов" и "Буков", но не должны они быть сильно дорогими - просто не за счёт чего.

Поинтересуйтесь, сколько стоит MSL (куда меньшая по размерам тележка).

Что это и что делает?

Вот теперь уже тонна. Прогресс. Значит, тонна - это всего-то  400 комбайнов и 67 млрд.квт.ч (3 с лишним Красноярских ГЭС, ок 7% энергопотребления России). Это, значит, еще не промышленность, так, экспериментальные наработки?

Или, говоря иначе, тонна - это 10 гигаваттных гелиевых электростанций на всю Землю. Даже не каждой стране-участнице достанется. ИМХО, такой этап еще можно, хоть, может, и с натяжкой, считать экспериментальным. Но 100 кг в год, на которых вы настаиваете - это явно не промышленные масштабы, т.к. обеспечивают один-единственный реактор. Чистой воды эксперимент.

А еще 40 автомобильчиков, базовая станция с криогеникой (а может, еще и не одна?),

Ну вспоминать еще и об автомобильчиках при 200 комбайнах - это уже как-то мелочно :wink: По сравнению с комбайнами и криостанция - не бог весть что.

Значит, по 100млн. за комбайн (я Вам еще обалденную скидку даю!) мы имеем 40 млрд.$. Я Вам предлагаю Туруханскую ГЭС + Мезенскую ПЭС (46Твт.ч+39Твт.ч=85Твт.ч.), стоимость 15,9+9,1= 25 млрд.$ Мы получаем на 25% больше экологически чистейшей (возобновляемой, почти без эксплуатационных затрат!) электроэнергии за 1,6 раза (как минимум!) меньшие деньги. И мы еще не считаем стоимость термоядерных электростанций! Вопросы есть?

Есть, как не быть. Значит, по вашим оценкам мы получили суммы сравнимые, разница в полтора раза. Ну, пусть в два, даже если учесть затраты на 10 электростанции, и посчитать, что затраты на каждую 2 млрд. Суммы, повторяю, сравнимые - при том, что мы делали грубые прикидки, ориентируясь на существующие технологии. При этом лунный проект создаёт стартовую площадку для создания экологически чистейшей энергетики в мировом масштабе, а Туруханская+Мезенская электростанция лишь решают часть энергетических проблем одной-единственной (хоть и особенно нам близкой) страны. Масштабы прибыли несравнимы. Если "убыток" в 20-30 млрд. раскидать по странам - да с удовольствием заплатят, лишь бы получить доступ к технологиям.

Упс! Т.е. ИТЭР чистый эксперимент, типа токамаков, и до реального реактора от него еще неблизко. А сколько будет стоить DEMO?

Говорят, дешевле. В разы. Точной развесовки пока наверняка просто не существует.
К тому же гелиевый реактор с вероятностью выше 90% будет не токамаком - т.е. будет проще и дешевле. Плюс DEMO - реактор тритиевый, а это тоже - усложнение и удорожание. Впрочем, об этом я уже говорил.
 

Пример ИТЭРА, увы, пока свидетельствует об обратном. Если он по первоначальному проекту должен был вырабатывать 150Мвт за 8 млрд.$

По первоначальному было бы больше. У него в синтезе было не 0,5, а больше гигаватта. И вы упорно забываете про то, что это - экспериментальная установка, первая ласточка, так скз, поэтому цена его сооружения - это не цена серийных реакторов, а её потолок, причём взятый с очень большим запасом.

А разве расходы на демонтаж и утилизацию отходов не закладываются в тариф уже сейчас?

Насколько я знаю - нет. Сейчас в мире вообще, по-моему, ни один реактор еще не был демонтирован.

[Вадим Семенов]

Вообще, джентльмены, не поймите превратно, но я бы очень попросил обсуждение добычи гелия на Меркурии или Уране вести в другом топике :wink:  И так еле удалось переломить мнение общественности в отношении лунного гелия - и то не окончательно. Это при том, что Луна - буквально под боком, там побывало двенадцать человек, ползало месяцами два автомата, оттуда привезена сотня килограммов грунта, там садилась куча автоматических станций, спутники вокруг висели, и т.д.  А урановые и меркурианские прожекты - это на сегодняшний день и впрямь чистой воды прожекты, т.к. что об Уране, что о Меркурии мы ничего толком не знаем, мимо них пролетало по одной АМС, ни одна ни садилась, добраться туда мы в ближайшие десятилетия не в состоянии - этого уже достаточно, чтобы перевести проект из разряда фантастики в чертежах в разряд фантастики просто. Хорошо еще если научной.

Так никто не спорит, что Луна доступнее. Но крайне низкая концентрация He3, влекущая необходимость переработать неимоверное количество грунта превращает идею в разряд прожектов, наряду с гелием с Урана. Можно спорить, что человечество сможет сделать раньше -- запускать довольно скромные по размеру аппараты к далекому Урану или посторить офигенную промышленную базу на Луне, которая под боком.

Я уверен, что в любом случае пилотирукмые исследовательские миссии к Луне начнуться раньше и они несомненно будут включать экспериметны по использованию местных лунных ресурсов. Получение практически чего угодно из грунта -- кислородов, металлов -- состоит в нагревании оного в присутствии реактивов (водорода, метана) и последующей преработке продуктов реакции с восстановлением реагента. И самый первый шаг на этом пути -- построить солнечный концентратор, нагреть грунт без всяких реагентов, собрать газ, который выделиться и увести на Землю для анализа. А уж вырастет ли из этого промышленная добыча Не3 пока с уверенностью говорить невозможно.

[Fakir]

Athlon

Эт хорошо, но все-же сколько оных нескольких тонн нужно? Не экранировать реактор - все-же рискованно... К рабочей машине и не подойдешь, и саму ее не подгонишь. Не, надо экранировать.

Да хоть 10 тонн защиты из плавленого реголита - жалко, что ли? По Луне их таскать не обременительно.

А 5 МВт - это только на нагрев или на все?

А это как хотите  Можно только на нагрев, можно на нагрев и передвижение - порядок величины не изменится.

А что, кроме Не3, Не4, Н2, Н20, N2, СО2, СО, СН4 больше совсем ничего не выделяется?!

Нигде не встречал упоминаний о том, что выделяется что-то еще. Значит, надо полагать, либо не выделяется вовсе, либо совсем уж в ничтожных количествах. А что, собственно, вас удивляет?

Данный агрегат захватывает, измельчает, нагревает и выкидывает 10кг грунта в секунду (600 кг в минуту).

Ну измельчает - чего там измельчать-то? От песка принципиально не отличается, видели же фото следов на Луне?

Вопрос, какова концентрация достаточно крупных камней в верхнем слое реголита. А то, может, объезжать замучаемся.

Да чёрт его... Тут надо ставить вопрос не о концентрации крупных камней, а о концентрации слишком твёрдых крупных камней. И вообще, тут мы уже в такие детали ударяемся... ИМХО, никто из присутствующих не обладает достаточной квалификацие для правдоподобных оценок

О! Еще одна проблемка!

Ну, проблемка - но наверняка не смертельная.
"Ну, ужас. Но не ужас, ужас, ужас!" (с) анекдот

[Fakir]

Вадим Семенов

Но крайне низкая концентрация He3, влекущая необходимость переработать неимоверное количество грунта

Почему ж неимоверное? Прикинули ведь уже - довольно реалистично, ничего экстраординарного. Получается, что для добычи десятка тонн гелия-3 в год необходимо оборудование суммарной массой порядка 10 000 тонн (и это не слишком оптимистичные оценки). Немало, да. Но чтобы доставить 10 тонн с Урана (и еще добыть их там), от Земли должна будет улететь масса того же порядка. С учётом прочих проблем - игра не стоит свеч. Кому нужен танкер, который прилетает через 10 лет?

Можно спорить, что человечество сможет сделать раньше -- запускать довольно скромные по размеру аппараты к далекому Урану

А насколько скромные, в граммах? :wink: Может, они окажутся не такими уж скромными?

И самый первый шаг на этом пути -- построить солнечный концентратор, нагреть грунт без всяких реагентов, собрать газ, который выделиться и увести на Землю для анализа.  

Дык это уже делали. Причем еще в 1970-м. Правда, грели на Земле, но настоящий лунный реголит.

[Татарин]

Касаемо сети поподробнее выскажусь.
Касаемо множества мелких. В основном домов.
Я себе дом будущего представляю дето так:
Цены покупки и продажи энергии и энергоносителей будут изменяться ежеминутно. Домашний компьютер в реалтайме просчитывает текущие и будущие потребности
...
и принимает решение - тянуть ээ и копить в водороде или отдавать с гаражного или автомобильного топливного элемента. Или работать изолированно.

Идея красивая (особенно - с использованием автомобильных ТЭ), и рисуется не только Вам. Однако с аккумуляцией есть серьезные сложности.

Примем:
-- ресурс ТЭ 50000 часов (эквивалент 3.5 миллиона километров пробега в городском цикле) и стоимость 400 долларов/квт (в 10 раз меньше, чем сейчас) при нулевом обслуживании;
-- КПД ТЭ - 80% (на 10-20% больше чем сейчас лабораторные образцы);
-- КПД преобразования постоянный ток ТЭ в промышленный сетевой ток - 95% (на 5-7% лучше чем сейчас), потери в распределительных сетях низкого напряжения - 10% (на 5-15% лучше, чем сейчас).
-- ресурс электролизера+компрессора/детандера - 100000 часов и стоимость около 200 долларов (в десять раз меньше, чем сейчас) при нулевом обслуживании;
-- КПД электролизера+компрессора/детандера - 70% (на 5-10% больше чем сейчас лабораторные образцы);
-- стоимость криогенной системы/бака под давлением и энергорасходы на хранение водорода примем за ноль.
-- стоимость инфраструктуры связи и ИТ-обеспечения примем за ноль.


Получим:
-- общий КПД цикла: около 45%
-- стоимость возвращения в сеть аккумулированной энергии (без учета потерь, только прямая амортизация оборудования): как минимум 1 цент за квт*ч. Возможно - сильно больше, за счет уменьшения КИУМ.

:\
А ведь я исходил из самых лучших и светлых прогнозов... :\

И даже при таких хороших исходных предпосылках, стоимость солнечной энергии ночью/в ненастный день, видимо, придется как минимум утроить.

Хотя, - хорошая новость! - при этом аккумулирующие емкости домашней водородной энергосистемы могут составлять очень заметные 5-25квт*ч на человека.

[Татарин]

Может, кто сможет прикинуть эффективность биологической защиты из реголита? И вообще, что-нибудь сказать по поводу реактора.

Начнём с того, что биологическая защита ему, по большому счёту, вообще не нужна. Комбайн автоматический, и на нём боится радиации только электроника - а её заэкранировать просто. Реактор комбайна может представлять опасность только для ремонтника, но на время обслуживания реактор, естественно, глушится, и светят только накопленные в ТВЭЛах осколки. За год, конечно, их наберётся прилично, но по сравнению с нейтронным фоном работающего реактора они светят слабо. От них прикрыться просто, да даже и от нейтроннов работающего реактора несложно, если мы можем себе позволить таскать лишние тонны защиты, а на Луне это совсем не проблема.

Протестую.
Уж по меньшей мере, теневая - нижней полусферы АЗ во время работы от нейтронов (дабы не активировать конструкцию) и во время обслуживания от гаммы. Прелесть в том, что раз нет атмосферы, то теневой защиты более чем достаточно.

Что касается того, что, мол, осколки светят слабо - это ты, все ж, сильно загнул. Из высокого обогащения зоны и длительности кампании вытекает тот простой факт, что осколочная активность под конец ресурса в ТВЭЛ будет накоплена дикая. Да и мощность дозы около обычных ТВЭЛ - десяток килорентген/ч в гамме - тоже не сахар.

Скажи мне мощность дозы вплотную к реактору, которую ты готов допустить, и я скажу тебе порядок массы защиты в граммах на кв.см.

[Agent]

Водород или ээ может нарабатываться из газа в тч. Или там прямо в водородных СБ нарабатываться.
Далее - потери в сетях компенсируються маршрутизацией. В идеальном случае - сосед питаеться от меня, а не тянет с черти де расположенной станции со всеми линиями и трансформаторами.

[Татарин]

Водород или ээ может нарабатываться из газа в тч. Или там прямо в водородных СБ нарабатываться.
Далее - потери в сетях компенсируються маршрутизацией. В идеальном случае - сосед питаеться от меня, а не тянет с черти де расположенной станции со всеми линиями и трансформаторами.

Если из газа, то в чем смысл?
Газ и так неплохо в промышленую энергию перерабатывается (до 70-80% КПД сейчас), и маневренность у ПГТУ нормальная. Уменьшать размеры установок - однозначно проигрывать на КПД, КИУМ и стоимости на киловатт.
"Водородные СБ" - те же СБ, только менее гибкие и, предположительно, дешевле. Покуда по ним нет ничего, кроме рекламных заявлений мелкого стартапа (неподтвержденных!).

А заметной "компенсации" от маршрутизации не получится. Откуда возьмется энергия у меня, если ее нет у соседа? Ветер если стих, так стих в большом регионе. Средняя освещенность - тоже, на большой регион...

Не, перекидывать энергию придется все равно в больших масштабах. Точнее - в бОльших, чем сейчас.

[Agent]

Да я не про выработку энергии говорю, а про аккумуляцию и перераспределение. Выработка почти всей на реакторах.
Но им пыхтеть нада круглосуточно на полную мощность, иначе придеться строить избыточные. СБ - это тоже своего рода аккумулятор. На производство тратим много и сразу, а потом помалу берем.
Смысл в том, что ночью все спят и делают водород из ночной и дешевой энергии, а днем утилизируем накопленное и отдаем излишки в сеть. И отдаем ближайшему потребителю. Офисам, прочему мелкому бизнесу и тд.
Газ тут тем боком, что инфрастуктура уже есть, никуда не денеться  и газа еще много. На первых порах и водород будет дешевле с него делать. Ну и греть воду да отапливать зимой.
А динамическая цена будет отражать текущий спрос\предложение. Эти копмы по сути будут торговать между собой как это на бирже происходит. С учетом доставки (потерь при передаче)