https://e-catworld.com/2019/12/30/e-cat-demand-could-rise-to-3000gwe-year-as-the-skl-electrifies-everything/Спрос на E-Cat может возрасти до 3000 ГВт / год, поскольку SKL электрифицирует все (Aljobo)
Опубликовано 30 декабря 2019 г
Появились подробности об E-cat SKL, которые позволяют нам создать лучшую картину. С некоторыми дополнительными предположениями было бы интересно взглянуть на все приложения для устройства и вероятный окончательный размер рынка. До официального открытия SKL это может быть лучше, чем раньше, и все прогнозы в лучшем случае очень приблизительны, но, тем не менее, полезно получить представление о масштабах и о том, как может произойти переход.
E-cat SKL представляет собой устройство размером 10 см x 10 см x 10 см, т.е. 1 л устройства неизвестного веса, без блока управления. Некоторые комментарии, кажется, предполагают, что мощность устройства находится в диапазоне 1-3 кВт. 70% продукции - электрическая. С этой информацией давайте предположим, что каждый 1 л кубика вырабатывает 2 кВт общей энергии или 1,4 кВт электрической.
Информация о весе отсутствует, но первое предположение может быть о плотности ноутбука, другого устройства с металлическим корпусом, некоторых плотных компонентов (металлы 7-9 кг / л) и некоторого пустого пространства. Последний Macbook составляет примерно 1,4 кг / л, то есть чуть плотнее, чем вода (он будет тонуть), поэтому для простоты предположим, 1,4 кг / л или 1 кВт / кг.
Это не включает в себя какие-либо блоки охлаждения или управления. Для простоты предположим, что нам нужно добавить 50% для охлаждения и контроля как веса, так и размера. Это легко подходит для всех мобильных приложений, в том числе самолетов.
Давайте посмотрим на конечные рынки. Они разбиваются на статичные и мобильные.
Статические рынки легче всего трансформировать. Центральная мощность производства электроэнергии составляет 7TWe во всем мире. Переход на 10 лет приведет к годовому спросу в 700 ГВт. Децентрализованное производство электроэнергии в домах и на предприятиях произойдет, но только к концу этого перехода, когда цены будут ниже, а инженеры для надзора не нужны.
На тепло (промышленное и космическое отопление) с учетом энергетического баланса США отбракованное тепло составляет почти 2/3 общего производства энергии. С децентрализованной установкой E-cat, которые отводят тепло, можно использовать гораздо шире, в то же время мы рассматриваем только 30% отработанного тепла от E-cat SKL. Несмотря на это, будет значительный дополнительный спрос на отопление, возможно, меньший годовой объем производства, чем электроэнергия, но более концентрированный во времени (в холодное время года), поэтому для простоты давайте снова предположим, что глобальная электрическая мощность равна 7 ТВт. Некоторые из них могут быть в виде высокоэффективных тепловых насосов, которые могут снизить спрос. Кондиционер электрический, поэтому не входит в это уравнение, испарительный кондиционер намного дороже и не стоит того, чтобы электричество было дешевым. Чтобы перейти к этому, давайте предположим, что еще 10 лет для еще одного годового спроса в 700 ГВт.
Переходя к мобильным приложениям, первым переходом может стать морской. Двигатели уже дизельные / электрические, поэтому двигатель внутреннего сгорания движется не по кораблю, а по генератору. Глобальный флот составляет 2 млрд. Тонн собственного веса, и разумная оценка требуемой мощности составляет 0,15 кВт / Вт, что дает 300 ГВт установленной мощности. Поскольку эффективность сжигания составляет всего 50%, нам нужно всего 150 ГВт для электрификации глобальных перевозок, за 5 лет это 30 ГВт. Я предполагаю более быстрый переход, так как здесь гораздо более настоятельная необходимость снизить расходы, увеличить скорость судна без каких-либо дополнительных затрат и соответствовать жестким стандартам выбросов.
Далее автомобили находятся в середине двух переходов. Во-первых, электрификация, а во-вторых, автономия. Для получения более подробной информации о робо-такси смотрите исследование Rethinkx, но с учетом вероятной стоимости $ 0,20 за милю в долгосрочной частной собственности быстро исчезнет. В настоящее время продается 100 млн. Автомобилей в год, и многие исследования предсказывают, что 1 (робо-) такси заменит 5 автомобилей, сократив спрос на новые автомобили до 20 млн. - существующие автомобили ICE будут продолжать работать в течение оставшейся части их среднего 15-летнего срока службы, но не будут заменены. Развертывание роботакси будет еще проще, так как не будет необходимости в инфраструктуре зарядки и операции могут выполняться круглосуточно. Используя Tesla Model 3 в качестве современного примера, мы видим, что автомобиль потребляет примерно 40 кВт при скорости 80 миль в час. Это нижняя граница для непрерывной мощности, которую должны обеспечивать блоки E-cat. Эти единицы составляют 10 с лишним килограмм и литров и заменят большинство батарей в сотнях килограмм и литров. Чтобы обеспечить пиковую мощность более 100 кВт, нам все еще нужны батареи (и, возможно, суперконденсаторы для «нелепых» роскошных версий, управляемых человеком). Учитывая, что батарейные блоки теперь намного меньше (5-10 кВт), они должны обеспечить больше циклов и более высокие показатели C, равные 10 или более, по сравнению с проектами 50-100 кВт / ч. Положительным побочным эффектом было бы то, что это позволило бы перейти от кобальта к менее плотному, но более производительному, долговечному и более дешевому химическому составу LTO или LFP - из-за ограничений по сырью аккумуляторных батарей полная электрификация всегда вызывала сомнения, а для каждого автомобиля требовалась только небольшая доля. и ни один кобальт этот вопрос не исчезнет. 20 м / год * 40 кВт = 800 ГВт. Чтобы обеспечить пиковую мощность более 100 кВт, нам все еще нужны батареи (и, возможно, суперконденсаторы для «нелепых» роскошных версий, управляемых человеком). Учитывая, что батарейные блоки теперь намного меньше (5-10 кВт), они должны обеспечить больше циклов и более высокие показатели C, равные 10 или более, по сравнению с проектами 50-100 кВт / ч. Положительным побочным эффектом было бы то, что это позволило бы перейти от кобальта к менее плотному, но более производительному, долговечному и более дешевому химическому составу LTO или LFP - из-за ограничений по сырью аккумуляторных батарей полная электрификация всегда вызывала сомнения, а для каждого автомобиля требовалась только небольшая доля. и ни один кобальт этот вопрос не исчезнет. 20 м / год * 40 кВт = 800 ГВт. Чтобы обеспечить пиковую мощность более 100 кВт, нам все еще нужны батареи (и, возможно, суперконденсаторы для «нелепых» роскошных версий, управляемых человеком). Учитывая, что батарейные блоки теперь намного меньше (5-10 кВт), они должны обеспечить больше циклов и более высокие показатели C, равные 10 или более, по сравнению с проектами 50-100 кВт / ч. Положительным побочным эффектом было бы то, что это позволило бы перейти от кобальта к менее плотному, но более производительному, долговечному и более дешевому химическому составу LTO или LFP - из-за ограничений по сырью аккумуляторных батарей полная электрификация всегда вызывала сомнения, а для каждого автомобиля требовалась только небольшая доля. и ни один кобальт этот вопрос не исчезнет. 20 м / год * 40 кВт = 800 ГВт. Учитывая, что батарейные блоки теперь намного меньше (5-10 кВт), они должны обеспечить больше циклов и более высокие показатели C, равные 10 или более, по сравнению с проектами 50-100 кВт / ч. Положительным побочным эффектом было бы то, что это позволило бы перейти от кобальта к менее плотному, но более производительному, долговечному и более дешевому химическому составу LTO или LFP - из-за ограничений по сырью аккумуляторных батарей полная электрификация всегда вызывала сомнения, а для каждого автомобиля требовалась только небольшая доля. и ни один кобальт этот вопрос не исчезнет. 20 м / год * 40 кВт = 800 ГВт. Учитывая, что батарейные блоки теперь намного меньше (5-10 кВт), они должны обеспечить больше циклов и более высокие показатели C, равные 10 или более, по сравнению с проектами 50-100 кВт / ч. Положительным побочным эффектом было бы то, что это позволило бы перейти от кобальта к менее плотному, но более производительному, долговечному и более дешевому химическому составу LTO или LFP - из-за ограничений по сырью аккумуляторных батарей полная электрификация всегда вызывала сомнения, а для каждого автомобиля требовалась только небольшая доля. и ни один кобальт этот вопрос не исчезнет. 20 м / год * 40 кВт = 800 ГВт. с только долей, необходимой для каждого автомобиля и без кобальта, эта проблема исчезает. 20 м / год * 40 кВт = 800 ГВт. с только долей, необходимой для каждого автомобиля и без кобальта, эта проблема исчезает. 20 м / год * 40 кВт = 800 ГВт.
Переходя к грузовикам, у нас пока нет хороших данных по электрификации, но, сравнивая пробег между большими грузовиками и существующими автомобилями ICE, мы видим снижение в 4-5 раз. Применив это к 3 м грузовикам, продаваемым в год, и адаптируя смесь к грузовикам среднего размера, мы получаем 150 кВт * 3 м единиц или 600 ГВт.
Дизельные поезда не являются большой функцией в энергетическом балансе за пределами США (где они перевозят 40% тоннажа), поэтому вероятное требование существует в 10-х ГВт, давайте добавим 20 ГВт здесь.
Наконец, самолеты являются самыми трудными для перехода. Согласно исследованию НАСА 2017 года самолету на 300 мест требуется около 60 МВт электроэнергии. Существует некоторая обеспокоенность по поводу веса, но исследования показывают, что 10 кВт / кг - это среднесрочный минимум, поэтому турбины будут весить всего лишь 6 т, по сравнению с максимальной взлетной массой более 200 т для Boeing 787. Дополнительные исследования больших МВт Срочно нужны турбины, а не только маленькие винты, так как испытания на безопасность должны быть чрезвычайно строгими. В настоящее время это происходит не достаточно быстро, так как батареи считаются единственным маршрутом электрификации и не имеют возможности использовать большие самолеты. Надежность блоков SKL также должна быть доказана на протяжении многих лет, хотя тот факт, что десятки тысяч блоков вырабатывают энергию независимо, должен значительно повысить безопасность (шанс на мощность < 90% для 50000 единиц при 99% надежности очень мало) - обратите внимание на слово «независимый», однако любая реакция выбега, затрагивающая соседние единицы, может быть катастрофической. Airbus и Boeing в настоящее время не работают над какими-либо крупными новыми проектами, вместо этого они ждут, чтобы увидеть, как электрификация заканчивается (отсюда и ленивое обновление 737MAX, которое оказалось фатальным). Электронные кошки для двигателей мощностью 60 МВт могли бы вместить и разместить в существующей раме 787 (вес 90 т или меньше с охлаждением меньше, чем топливная емкость). Сроки проектирования более 10 лет являются обычным явлением, поэтому любые новые самолеты появятся только в середине 2030-х годов. Прогнозируется, что спрос в 2040 году составит около 3200 самолетов в год, при условии, что средняя конфигурация на 200 посадочных мест при потребности в 40 МВт может составить 128 ГВт. любая реакция побега, затрагивающая соседние подразделения, может быть катастрофической. Airbus и Boeing в настоящее время не работают над какими-либо крупными новыми проектами, вместо этого они ждут, чтобы увидеть, как электрификация заканчивается (отсюда и ленивое обновление 737MAX, которое оказалось фатальным). Электронные кошки для двигателей мощностью 60 МВт могли бы вместить и разместить в существующей раме 787 (вес 90 т или меньше с охлаждением меньше, чем топливная емкость). Сроки проектирования более 10 лет являются обычным явлением, поэтому любые новые самолеты появятся только в середине 2030-х годов. Прогнозируется, что спрос в 2040 году составит около 3200 самолетов в год, при условии, что средняя конфигурация на 200 посадочных мест при потребности в 40 МВт может составить 128 ГВт. любая реакция побега, затрагивающая соседние подразделения, может быть катастрофической. Airbus и Boeing в настоящее время не работают над какими-либо крупными новыми проектами, вместо этого они ждут, чтобы увидеть, как электрификация заканчивается (отсюда и ленивое обновление 737MAX, которое оказалось фатальным). Электронные кошки для двигателей мощностью 60 МВт могли бы вместить и разместить в существующей раме 787 (вес 90 т или меньше с охлаждением меньше, чем топливная емкость). Сроки проектирования более 10 лет являются обычным явлением, поэтому любые новые самолеты появятся только в середине 2030-х годов. Прогнозируется, что спрос в 2040 году составит около 3200 самолетов в год, при условии, что средняя конфигурация на 200 посадочных мест при потребности в 40 МВт может составить 128 ГВт. Электронные кошки для двигателей мощностью 60 МВт могли бы вместить и разместить в существующей раме 787 (вес 90 т или меньше с охлаждением меньше, чем топливная емкость). Сроки проектирования более 10 лет являются обычным явлением, поэтому любые новые самолеты появятся только в середине 2030-х годов. Прогнозируется, что спрос в 2040 году составит около 3200 самолетов в год, при условии, что средняя конфигурация на 200 посадочных мест при потребности в 40 МВт может составить 128 ГВт. Электронные кошки для двигателей мощностью 60 МВт могли бы вместить и разместить в существующей раме 787 (вес 90 т или меньше с охлаждением меньше, чем топливная емкость). Сроки проектирования более 10 лет являются обычным явлением, поэтому любые новые самолеты появятся только в середине 2030-х годов. Прогнозируется, что спрос в 2040 году составит около 3200 самолетов в год, при условии, что средняя конфигурация на 200 посадочных мест при потребности в 40 МВт может составить 128 ГВт.
Кроме того, все еще существует большая база ископаемого топлива самолетов, легковых и грузовых автомобилей, которые продолжают эксплуатироваться еще 1-2 десятилетия. Synfuels на основе углерода потенциально может быть очень конкурентоспособным при цене на электроэнергию 0,01c / кВт. Нет никаких причин переходить на NH3 или водород, поскольку мы просто хотим немного продлить срок службы существующего парка. Запускаемый компанией YCombinator запуск Prometheus указывает на возможную цену в 3 доллара США за галлон бензина, которая может немного снизиться при более низких затратах на электроэнергию и может снизить добываемую нефть (за пределами Ближнего Востока). Если технология доказала свою эффективность, применяя ее к общему остаточному спросу на топливо / нефтехимию, это может увеличить спрос на многие ГВт.
Собрав все это вместе, мы получаем примерно 3000GWe спроса на E-Cat SKL. При 1,4 кВт на устройство это будет означать 2,1 млрд устройств в год. На порядок это находится в диапазоне глобального производства сотовых телефонов. Контрактное производство должно быть масштабируемым в течение нескольких лет, чтобы решить эту проблему.
Проверяя любые потенциальные товарные ограничения, 2,3 миллиона тонн никеля добываются каждый год. Если бы 10% было выделено на производство E-cat, то 230000 тонн / 2,1 млрд устройств дало бы около 100 г / устройство. Истинное число, вероятно, будет намного меньше, поэтому не должно быть проблем. Единственное предостережение заключается в том, что если бы его нужно было обогащать и полагаться на конкретные изотопы, это стало бы менее жизнеспособным, я, кажется, помню, хотя в последних версиях этого больше не было необходимости.
Цены на прототип E-cats ранее были установлены на уровне 1000-1500 долл. США / кВт. Несмотря на то, что такое раннее ценообразование уже было бы привлекательным для коммунальных, морских и грузовых транспортных средств, где интенсивность использования высока, массовое производство и эффект масштаба почти всегда приводили к снижению затрат в 10 раз и более. Как и в случае с мобильными телефонами, контрактные производители могут быть конечной частью процесса с низкой добавленной стоимостью, при этом лицензионный сбор оплачивается за контрольное программное обеспечение, принадлежащее владельцу патентов E-cat. 10–20 долларов за единицу (или меньше за годовую подписку, включая пополнение) могут открыть чистый поток прибыли, сопоставимый по размерам с годовыми продажами Windows (я знаю, что это не повестка дня, но может быть в будущем). Это также позволило бы взимать различные цены в зависимости от приложения и уровня развития страны, где оно используется,
При стоимости 100 долл. США за киловатт-час общие расходы на 3000 ГВт будут составлять всего 300 млрд. Долл. США в год, что составляет небольшую долю от предполагаемых 6 + триллионов долларов США / почти 10% мирового ВВП, выделяемых в настоящее время на энергию.
При таком масштабе производства мы могли бы перевести практически все производство энергии на это новое устройство в течение 10+ лет с некоторыми задержками в транспортировке. Если мы начнем в середине 2020-х годов, то к 2040 году мы сможем сделать это в значительной степени. Благодаря превосходной экономичности этого плотного, всегда доступного, портативного источника энергии, преимущества этой революции для окружающей среды и здоровья будут просто очень желанным побочным продуктом, а не трудный компромисс с ужасной политикой. Между тем весь мир будет наслаждаться гораздо более доступной и гораздо более дешевой энергией.
