锈蚀功率

前言。这是另一篇关于能源生产想法的文章,可能永远不会成功并成为商业。但是它给普通人带来了希望和梦想,他们认为这是一个多么酷的想法,十年后他们永远也不会检查它是否发生了。想到科学家不断地想出一些东西是令人宽慰的。没有必要担心石油峰值和其他生存威胁。

现在向前跳跃了 100 年,直到石油峰值之后,石油峰值开始于 2020年到 2030 之间的某个时候。人口下降约 90% 后,幸存者将是 90% 至 2120 农民。他们将有能源或技术来经营高科技储户的 10 纳米厚铁吗?

或者拿着这个新闻稿,大米装置将热转化为光工程师们建议使用碳纳米管薄膜来制造一种装置来回收工业和太阳能电池的废热。

真的吗?经过一天艰苦的耕作,并试图找到木头,砍掉木头来做饭和加热他们的家,农民们将创造纳米层和纳米管?

许多人称石油峰值后的时间是 “伟大的简化”,所以无论提出什么建议都需要低技术。只有极其大量的廉价石油才使这个海市蜃楼出现,并有另外 60亿人出生。

爱丽丝 · 弗里德曼Www.www.apreswear.com的作者,当卡车停止行驶时: 能源和运输的未来,2015,斯普林格,制造藻类生物燃料的障碍,和“嘎吱嘎吱!全麦手工片和饼干”。播客:德里克 · 詹森,实际准备,KunstlerCast 253,KunstlerCast278,高峰繁荣,XX2 报告

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大卫 · 格罗斯曼。2019年7月30日。铁锈会成为一种新的可再生能源吗?利用动能,它有可能比太阳能电池板更有效率。流行力学。

它已经被发现了,结合金属和盐的水的导电性能很好。

这激发了研究移动盐水的动能是否可以转化为电能的想法。在最好的情况下,这种电动效应可以产生大约 30% 的效率,远远高于太阳能电池板。

加州理工学院和西北大学的科学家们突然想到,一种非常便宜和丰富的金属会是铁锈。但不仅仅是生锈。垃圾场生锈的金属层太厚且不均匀,无法使用

所需的铁锈需要是一种极薄均匀分布的薄膜,这种薄膜是在实验室中使用一种叫做物理气相沉积的非常高科技的过程制成的,这种过程产生的薄膜只有 10 纳米厚, 比人类头发薄几千倍。

但是不要认为你会很快驾驶一艘神奇地穿过咸咸海洋的船。如果这种被动电能能够发挥作用,一个更实际的应用是用于漂浮在海洋中的浮标,或者潮汐能。

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核废料处理钻入地壳深处

这张照片有一个空的 alt 属性; 其文件名是 frack-hole-drilling.jpg

前言。我怀疑石油衰退的最大悲剧之一将是未来数以千计的低技术一代留下的所有核废料。我们有责任在我们还有多余的石油能源的时候清理我们的烂摊子。但是更有可能的是,核反应堆、军事基地以及核弹头存放的任何地方都会存在核浪费,从而缩短住在核弹头附近的任何人的寿命。

下面有两篇关于将核废料处理成深洞的可能方法的文章,对我来说听起来不错。

相关:太热而无法触摸: 高级核废料的问题作者: 威廉 · 艾利 & 罗斯玛丽 · 艾利。2013。剑桥大学出版社了解问题有多严重。

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Vidal,J.2019。我们应该如何处理核废料?Ensia。

理查德 · 穆勒,伯克利加利福尼亚大学物理荣誉退休教授和他的女儿,公司的联合创始人深度隔离在 2019年1月展示了如何使用石油压裂技术永久掩埋核废料。一个 140 磅重的钢罐 (没有放射性废物) 被放置在先前钻孔的地下深处。

有了这项技术,就没有必要挖掘昂贵的隧道。穆勒一家认为,在 300 吨辐射不可能泄露出去的岩石下,用更大的罐子穿过个深达两英里的钻孔。这种方法可以永久储存大部分美国最高水平的核废料,相当于现在储存方法成本的。

许多想法已经被调查过了,但大多数被拒绝,因为它们不切实际、过于昂贵或生态上不可接受。它们包括将它射入太空;在合成岩石中隔离它;把它埋在冰原里;把它倾倒在世界上最孤立的岛屿上; 和把它扔到世界上最深的海洋战壕的底部

垂直钻孔还提出了高达 5,000米 (16,000英尺) 的深度 (见下一篇文章),一些科学家说这个选项很有希望。但是有人怀疑,因为从垂直钻孔中回收废物几乎是不可能的。

然而,到目前为止,还没有一个国家能够建立一个高级废物的深层储存库。

“尽管原则上几乎每个核国家都有最终掩埋最放射性废物的计划, “只有少数人取得了任何进展,世界上没有任何地方有授权的地点来对最高放射性废物进行深度地质处置,” 安德鲁 · 布鲁尔斯说,核能的遗产和前成员放射性废物管理委员会就如何以及在哪里放置和储存核废料向英国政府提供建议。

“目前,没有任何选择能够证明废物将在数万至数千年的时间里与环境隔离开来。没有可靠的方法来警告后代核废料堆的存在,”他说。

然而,根据法律,所有美国高级核废料都必须运往内华达州的尤卡山,自 1987年起,该山是拉斯维加斯西北约 90 英里 (140 公里) 的指定深层地质储存库。但是该网站一直面临着持续的法律、监管和宪法挑战,自从它被确定为可能合适的存储库。它遭到了西部肖肖尼人民,内华达州和其他人。

尤卡山挖掘了一条巨大的隧道,但从未获得许可,现在该地点基本上被废弃了 -- 令联邦政府和核工业感到沮丧,这已经引起了410亿多美元从消费者账单征税到支付储存库的费用,以及必须支付临时核废料储存场所的高度安全。

“我们需要一个高级存储库。我们现在在美国大约 121 个地点保存废物,”核能研究所联邦项目主任贝克 · 埃尔莫说。“这每年花费纳税人 8亿美元。我们有 97 个 [核电站在运行,废物的数量只会增加。我们不允许科学在这里发挥作用。政府的核废料基金中有 410亿美元,尤卡山在科学上是合理的。我们想要一个决定。我们将需要不止一个存储库。"

康沃尔,W.2015年7月10日。深度睡眠。钻入地壳的钻孔为核废料处理带来了新的面貌。科学卷 349: 132-135

作为世界上最大的放射性头痛坐在老化煤渣砖砌的沙漠附近恒福,华盛顿,在底部的水里洋溢着一种可怕的蓝色光。近 2000 米长的钢瓶填充有高放射性铯、锶、钚遗留下来的核武器。这种废物被描述为美国最致命的单一辐射源,仅次于活跃核反应堆的核心。根据美国能源部 (DOE) 的说法,如果游泳池被一场出乎意料的严重地震破坏,可能会引发一场灾难,废物的主人。

几十年来,联邦政府一直在为如何处理这些气缸而苦苦挣扎。它们太热了,不容易和其他废物放在一起。政府为所有来自军事和民用活动的高betway88官方下载级别核废料建立一个永久墓地的努力陷入了混乱。美国高级核废料:

储存在 75 个地点的 70,000 公吨民用废物
在 5 个地点储存 13,000 公吨军事废物

现在,一个看似简单的解决方案正在出现: 将圆柱体插入一个非常深的洞里。这种方法被称为深钻孔处理,包括在地壳坚硬的岩石上打一个宽的洞 5 公里。然后,工程师们会用废罐填满最深的 2 公里,用混凝土和粘土堵住其余的部分,让废物安静地腐烂。

这个想法已经存在了几十年,但不久前科学家们几乎放弃了它。然而,在过去的 5 年里,随着改进的钻井技术与困扰其他核废料解决方案的政治和技术困境相融合,钻孔重新获得了吸引力。能源部已经从几乎没有在钻孔研究上花费到计划一个全面的现场测试,花费至少 8000万美元。今年早些时候,美国能源部长欧内斯特 · 莫尼兹在一次重要演讲中做了一些宣传, 提到它们是处理能源部汉福德核电站铯和锶废物的一个有希望的方法。

麻省理工学院退休教授、核工程师迈克尔 · 德里斯科尔说,钻孔 “是 b计划,多年来一直错过了这条船” 在剑桥,这个概念的主要倡导者之一。“也许现在是时候了。

然而,许多核废料老兵对此持怀疑态度。他们认为,技术挑战令人望而生畏,钻孔不会结束对建设新核废料设施的政治反对。“钻孔对我来说是转移注意力,” 华盛顿特区自然资源保护委员会 (NRDC) 的律师杰夫 · 费特斯说 c., 该公司支持在一个较浅的矿井中进行地下处理,但已经起诉能源部放弃了将废物埋在内华达州尤卡山的计划。

尽管如此,甚至一些怀疑者也表示,鉴于目前在核废料问题上的僵局,钻孔值得再看一眼,至少对于汉福德那些麻烦的圆筒来说是这样。

“如果我们能继续处理一些能源部的废物,这是一件好事,” 地球科学家艾利森 · 麦克法兰说, 华盛顿特区乔治华盛顿大学国际科学技术政策中心主任 c., 和美国核管理委员会前主席。“我们必须在某个地方取得一些进展。

如果说有一个人因帮助恢复美国钻孔研究而值得称赞的话,那就是麻省理工学院退休工程师德里斯科尔。现年 80 岁的他已经花了 25 年多的时间悄悄地探索在花岗岩基岩深处沉积放射性废物的可能性。

德里斯科尔并不是第一个追求这个想法的人; 自 1950 以来,钻孔一直在与其他核废料处理方案竞争, 从不可能的事情 (把它射入外太空或融化成冰原) 到平凡的事情 (把它藏在浅水矿井里)。具有讽刺意味的是,当德里斯科尔对钻孔感兴趣时,美国政策制定者认为他们已经解决了这个问题。1987,经过多年激烈的辩论,国会批准了一项立法,在内华达州拉斯维加斯西北约 110 公里的尤卡山雕刻的一个矿井中建立一个国家高级核废料储存库。有了这个决定,美国对钻孔研究的资助基本上蒸发了。

德里斯科尔没有被吓倒。他认为,钻孔比单一的大型设施有一些潜在的优势。例如,它们可以分散人们不想要的废物储存负担,因为在美国各地都能找到合适的岩石。因此,即使工程师们开始规划尤卡山储存库,德里斯科尔和少数研究生仍在大量研究钻孔成本和技术可行性。

在他们探索的一个场景中,乏燃料棒被放置在细长的罐中,这些罐像香肠链子一样串在一起,然后放入洞中。倡导者说,如果放在合适的深岩中,即使是非常放射性的物质也是安全的: 古老的结晶花岗岩几乎没有裂缝,这些裂缝可能会让放射性物质渗入地下水或到达地表。围岩和咸水会驱散废物产生的热量。每个洞的顶部 3 公里将被一层水泥、砾石和膨润土粘土堵住,这些粘土在潮湿时会膨胀。这个国家的全部高放废物可以容纳 700 到 950 个钻孔,每个钻孔花费 4000万美元 (不包括运输), 根据与德里斯科尔合作过的位于新墨西哥州阿尔伯克基的能源部桑迪亚国家实验室的科学家最近的估计。

钻孔在 2010年获得了第一次重大突破,当时奥巴马政府宣布,经过多年的拖延和州政治家的抵制,将放弃尤卡山。政府开始寻找其他选择。那一年,桑迪亚进行了第一笔巨额投资: 734,000 美元用于研究流体和放射性粒子在钻孔中的行为,以及如何最好地密封它。2012,一个总统委员会增加了对更多研究的建议。

不久之后,莫尼斯成为能源部长。麻省理工学院德里斯科尔的前同事莫尼斯已经听到了他关于钻孔的推销技巧。2003,这两个人一起参加了一个研究小组,该小组支持 “积极地” 研究这项技术。

,白宫的政策转变进一步打开了大门。莫尼斯宣布,奥巴马政府将放弃先前将所有高放废物放在一个地方的计划,而是将寻求单独的地点来处理商业核废料 (约占总量的 85%) 和军事废物。莫尼斯称一些国防废物,包括汉福德的放射性钢瓶,是 “深层钻孔处理的理想选择。

铯-137 和 STRONTIUM-90 是核废料世界的热土,在相对较短的 30 年半衰期内形成了强大的放射性冲击力。在汉福德,几乎没有足够的东西来装满一辆皮卡的后部。然而,它包含超过 10000万居里的辐射,大约是大型核反应堆核心辐射的 10分之1。它产生足够的热量为 200 多个家庭供电。
为了防止管子引起麻烦,它们位于一个类似巨大游泳池的大约 4米深的水下, 当高能粒子猛烈撞击水中时,发出被称为切伦科夫辐射的蓝光。根据能源部监察长的说法,容纳该游泳池的 1974 建筑已经过了 30 年的寿命。在辐射的轰击下,游泳池的混凝土墙在某些地方被显著削弱。一些管子出了故障,卡在了更大的容器里。在 2011 日本福岛第一核电站灾难后对能源部设施进行的审查中, 环境管理部门办公室得出结论,汉福德水池是所有能源部设施中灾难性故障风险最高的,例如在大地震中, 根据该部门监察长的报告。能源部表示,它计划将水池垃圾转移到干燥的木桶中,以便更安全地储存,但没有透露具体时间。

“这是一个紧迫的情况和巨大的安全风险,” 华盛顿西雅图的监督组织汉福德挑战的执行董事汤姆 · 卡彭特说, 这对能源部保护废物的努力提出了批评。

钻孔倡导者指出,汉福德管的直径不到,足够窄,可以在不进行大规模重新包装的情况下装进洞里。所有这些都可以安装在一个单轴上。倡导者补充说,其他军事废物也可能进入钻孔。一个候选人是能源部从拆除的核武器中提取的钚。其中大部分目前作为垒球大小的金属球储存在德克萨斯州的 DOE 工厂。与汉福德的铯和锶相比,钚相当酷,但寿命非常长,半衰期为 24,000 年。能源部正在考虑钚的其他选择,包括将其转化为核反应堆的燃料,或者将其与其他核废料结合并掩埋。但是钻孔可能是一种有效的方法,可以让任何试图接触制造炸弹材料的人都无法接触到它。

然而,钻孔处理并不像看起来那么简单。核废料技术审查委员会是一个为能源部提供建议的独立小组,它指出了一系列潜在的问题: 没有人在坚硬的岩石上钻了这么大的 5 公里的洞。如果一个孔不光滑笔直,衬里可能很难安装,废物容器可能会卡住。很难在 5 公里以下的岩石上看到像裂缝这样的瑕疵。一旦废物被掩埋,就很难收回 (这是联邦法规现在要求的一个选择)。堵孔的方法还没有得到充分的测试。“这些都是非常令人生畏的技术挑战,” 董事会主席、加州帕洛阿尔托斯坦福大学的地质学家罗德 · 尤因说。

即使这些技术问题被克服了,钻孔也可能只解决一小部分国家的废物问题。这是因为如果不进行大规模的重新包装,许多高放废物根本无法装进洞里。“由于许多使用过的核燃料的物理尺寸,因此它并不像较小的废物形式那样被认为是钻孔处理的候选 [, ”DOE 二手核燃料配置研发办公室主任威廉 · 博伊尔在一份对《科学》的声明中说。例如,商业动力反应堆的乏燃料棒通常被捆绑到大约 2米宽的桶中。

还有一个同样的问题困扰着尤卡山: 寻找一个地方钻孔的政治。“让我们假设 [钻孔] 可以比任何人想象的都更好,” NRDC 律师费特斯说。“你仍然无法解决每个人都无法解决的难题”: 说服州和地方政府承担来自全国的浪费。

尽管面临这些挑战,桑迪亚科学家正在推进一项五年计划,钻一个或多个 5 公里深的钻孔。帮助计划测试的桑迪亚地球化学家帕特 · 布雷迪很乐观。“在地下钻孔有很多机构经验,” 他说。

他说,钻井技术比以往任何时候都好。钻孔机获得了将深孔钻入坚硬岩石中获取地热能的宝贵经验,改进后的钻机可以更容易、更准确地钻深直孔。桑迪亚团队目前正在美国寻找第一个测试孔的地点,并计划在 2016年秋季开始钻探。

除了看看他们是否能经济高效地钻一个足够深和宽的洞, 他们还想测试确定岩石是否是固体的方法,以及洞底部附近的水是否与浅层地下水相连。然后他们会把一个模型废物罐放入洞里,看看它是否卡住了。

包括中国在内的其他拥有核废料的国家也在关注着。但是,目前,美国是唯一一个准备训练的国家。“没有其他人站出来,” 杰夫 · 弗里奇说,他是桑迪亚的一名核工程师,负责监督美国的实验。“它有点落在我们身上了。”

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净能悬崖将招致文明的崩溃。

能量悬崖剩余的石油质量很差,而获取这些偏远石油的能量往往如此之大,以至于越来越多的能量 (蓝色) 进入石油生产本身, 留下更少的灰色区域来为其他文明提供燃料。资料来源: 2009年6月22日。大卫 · 墨菲。网络哈伯特曲线: 它是什么意思?Theoildrum。

这是我见过的最可怕的图表。它表明文明很可能在未来 20-30 年内崩溃。我以为石油消耗曲线是对称的 (蓝色),但是这张图表显示,当你考虑能源投资 (EROEI) 的能源回报时,它更有可能是悬崖 (灰色)。

灰色代表实际的 (净) 能量,在你减去更高的能量 (蓝色) 后,需要得到和处理剩余的肮脏、遥远、低质量的能量, 很难买到石油。我们已经得到了高质量、简单的油。

在 2006年达到顶峰之前,世界常规石油产量在 6.6% 至 1880年间以指数方式以每年 1970 的速度增长。尽管哈伯特画了对称的上升和下降的生产曲线,下降的一面可能比钟形曲线更陡,因为我们现在采取的英勇措施是为了保持高产量 (即填充钻井, 水平井、提高采收率等方法),可能会暂时停止下降,但一旦下降开始,它将更加险峻 (Patzek 2007)。

显然,如果不增加能源供应,你就无法 “发展” 经济。你可以打印所有的钱或者创建你想要的所有信用,但是试着把它们塞进你的油箱里,看看你能走多远。我们的金融体系依赖于无休止的增长来偿还债务,所以当它崩溃时,可用来为新的勘探和钻井提供资金的信贷就更少了,这保证了石油危机的进一步发展。

除了财政限制,还有政治限制,比如争夺剩余资源的战争。

一段时间,你可以修复损坏的基础设施仍植物,收获,并分发食品、维护和操作的饮用水和污水处理厂, 从流动干燥的含水层抽水,比如奥加拉拉,它种植了我们 1/4 的食物,但是在某个时候,很难为所有的食物和基础设施提供能量。

整个世界都在争夺剩下的陡峭灰色的石油区域,其中大部分在中东。

哈伯特认为核能可以替代化石燃料

盖尔 · 特弗伯格Ourfiniteworld写道: “甚至在衰退开始之前,哈伯特只是在另一种能源完全取代石油或化石燃料的背景下做出了对称下坡的预测。例如,看看他 1956 的论文《核能和化石燃料》,我们看到核能在化石燃料下降之前接管了 ”。

指数增长的力量: 每 10 年,我们燃烧的石油比过去几十年都多。

需要指数的石油

另一种看待这个问题的方式是,系统生态学家称之为能源投资回报 (EROEI)。在美国,1930年对 1 桶石油能源的 “投资” 又生产了 100 桶石油,即 100:1 的石油产量。剩下 99 个桶用于修建道路、桥梁、工厂、住宅、图书馆、学校、医院、电影院、铁路、汽车、公共汽车、卡车、电脑、玩具, 冰箱-任何你能想到的物体,500,000 的产品使用石油作为原料 (参见点 #6)。到 1970,EROEI 下降到 30: 1,2000年在美国是 11:1。

查尔斯 A. s。霍尔在职业生涯的大部分时间里都在研究 EROEI,并在《科学》和其他顶级同行评议期刊上发表文章, 相信社会需要至少 12 或 13:1 的 EROEI 来维持我们目前的文明水平。

因为我们首先得到了简单的石油,我们已经消耗了 73% 的净能量,因为剩余的一半储量需要如此多的能量来提取。

悬崖可能更陡峭的其他原因

这不是我们的油

几乎所有优质、廉价的甜油都在中东。大多数剩余的石油将需要大量的淡水来开采,但是这些国家的淡水非常有限。炼油厂和其他开采基础设施很容易被恐怖分子或战争破坏或摧毁。

出口土地模型

随着本国人口和工业的增长,产油国正在使用越来越多的本国石油 (减少), 他们也需要使用越来越多的能量来获得他们困难的石油。这导致了一个与净能源悬崖相似的图表 -- 突然之间,世界市场上几乎没有石油可供购买。参见杰弗里 · 布朗的文章“出口能力指数”(他的统计数据之一是,按照目前印度和中国石油进口的增长速度,仅这两个国家就将在 18 年内进口 100% 的可用石油)。

技术

当我们改进我们的技术以获得剩余的石油时,我们使另一边的悬崖变得更加陡峭现在那个已经提供给后代。

投资不会进行,因为投资回报时间会延长

由于剩余的东西越来越难找到、开发和提取,投资回收期延长,最终达到不可能的长期, 或者接近资本投资使用寿命的时期 (实际上与 EROEI 为 1 的财务方面的限制相同)。这意味着理论上有多少是地下的并不重要,唯一重要的是有多少实际上在经济上可行来恢复, 这将大大低于理论上和技术上可能恢复的 100%。

正如你在这些照片中看到的,能源变得不可能昂贵人类有史以来最高的建筑,挪威天然气海上平台。

指数增长人口

这使得我们剩下的任何石油都不会持续太久。

获得的石油比可能获得的要少

项目最大限度地提高投资回报,而不是每一滴可能的石油的回报。赚钱是如此重要,以至于如果开采得更慢,许多本可以获得的海湾近海石油会留在地下,以尽可能快地浪费地把它拿出来获利,因为我们的金融系统是如何运作的: 短期满足。但是嘿!二氧化碳和全球变暖减少了,所以在一场完全意想不到的贪得无厌的狂欢中,“增长没有限制” 的亿万富翁讽刺地帮助拯救了地球。

流量: 可能会有 8% 或更高的下降率

许多能源公司的首席执行官和其他专家认为,全球平均下降率将达到 8% 或更高。如果 8% 的石油产量从 2015年的 300亿桶开始下降,我们在 8 年内只有一半的石油产量。这对于文明来说太快了,无法应对。

  • 2016 = 27.6
  • 2017 = 25.4
  • 2018 = 23.4
  • 2019 = 21.5
  • 2020 = 19.8
  • 2021 = 18.2
  • 2022 = 16.7
  • 2023 = 15.4 (我们 8 年前的一半!)
  • 2024 = 14

在一段时间内,下降率可能低于 8%,或者如果经济崩溃阻碍了未来项目的融资,战争干扰了石油生产,下降率可能超过 8%, 北极石油钻探的技术在几年内还没有被发现 (我们还不能安全地完成),等等。

油阻塞点

世界上有几个关键地区的石油流动可以被战争或恐怖主义阻止。

战争、网络攻击、核战争、社会混乱

到 2024,如果不是更早,剩余石油的不平等分配、饥饿引发骚乱和掠夺,以及经济崩溃引发了战争、大规模移民和社会混乱。

页岩油和天然气无法阻止悬崖。马丁 · 佩恩解释道: “页岩油的开采给了我们暂时的缓刑,鲍勃 · 赫希称之为对石油峰值没有采取足够主动行动的严重后果。没有非常规石油,我们最终得到的基本上是哈伯特的悬崖而不是哈伯特的圆形山峰 ”。但这不会持续太久:传统石油 -- 在和的巨型油田中发现了大量石油 -- 这些巨型油田拥有巨大的储量高孔隙度和渗透性 -- 这意味着它们将以非常高的速度流动几十年。这与相对较少的页岩油形成对比,这些页岩油具有非常低的孔隙度和烫发性,并且必须通过水力压裂才能流动。传统石油与非常规石油不同; 一些非常规油井有很高的初始生产率,但所有这些油井都有很高的递减率。Hubbert 预计该行业将做出大量渐进努力,使他曲线的右手边或下降侧成为更渐进的曲线,而不是急剧下降 (Andrews)

如果这些战争涉及核弹,那么至少有十亿人会死亡

骚乱无疑削弱了石油公司的钻井能力。

一旦城市居民和游荡的民兵组织收获了任何种植的东西 (即帕伦蒂的《混乱的回归线: 气候变化和暴力的新地理》中描述的非洲),甚至农民也可能停止种植庄稼。betway88体育官网网址

来自中国、俄罗斯的网络攻击, 其他地方已经关闭了美国的电网,以阻止美国军队试图攫取剩余的沙特和伊拉克石油 -- 武装部队将忙于维持美国的秩序美国去国外冒险 -- 即使他们想去,他们也不能去,因为中国和俄罗斯的无人机袭击将摧毁美国所有的炼油厂,而我们已经对他们进行了报复,所以他们也无法提炼石油)。我们也对他们的电网进行了网络攻击。大多数主要城市没有污水处理或碧泉。核电站正在融化。

石油没有替代品

煤炭 -- 为什么它不能轻易取代石油

“峰值已死” 与石油供应的未来:

史蒂夫 · 安德鲁斯 (ASPO): 你在论文中提到,天然气液体不能完全替代原油,因为它们每单位体积的能量要少 3分之1,只有的能量可以混合到运输燃料中。就原油的主要用途而言 -- 在运输部门 -- 相对于原油的稳定,液化天然气的持续增长有多重要?

Richard G.Miller: NGLs 的作用是有点好奇。如果你愿意,你可以在上面开一辆车,但它不是液体油的直接替代品。你可以将车队中的车辆引擎转换成使用液化气; 它可能被认为是车队燃料更好。但它不能代替我的汽车用油。总的来说,提高液化天然气产量并不能替代弥补液态原油的损失。

我能看到的唯一方法是阻止这种情况或者推迟几年石油的开采, 如果一个政府已经开发了有效的生物武器,并且不在乎他们自己的人口是否也遭受痛苦。

刚刚写了这一段非常可怕的文章,其中只有一些潜在的后果,我感到疯狂,但是 “鱼翅” 曲线让我做到了!

尽管自 2001年以来,我一直在阅读和写作所有事物的顶峰,以及文明的兴衰,但我很难相信崩溃会发生得如此之快。很难相信会有一个不仅仅是现在的时代。总有一天我会跳进我的车,开 10,000 英里。

我可以想象未来一切都太好了,但很难相信它。

相信它。

参考文献

安德鲁,史蒂夫。2013年7月29日。采访马丁·佩恩 -- 石油峰值死亡了吗?ASPO-USA 石油峰值审查。

Patzek,T.2007 我们怎样才能比我们的生活方式活得更久?届燃料可持续发展圆桌会议,经合组织总部。

爱丽丝 · 弗里德曼Www.www.apreswear.com的作者,当卡车停止行驶时: 能源和运输的未来,2015,斯普林格,制造藻类生物燃料的障碍,和“嘎吱嘎吱!全麦手工片和饼干”。播客:德里克 · 詹森,实际准备,KunstlerCast 253,KunstlerCast278,高峰繁荣,XX2 报告

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碳捕获可能需要全球能源的 25%

前言。这显然是一个白日梦。作者当然知道这一点,因为他们假设在 2100 运行直接空气捕获机器所需的能量每年高达 300 exajoules。这超过了今天全球能源消耗的一半。这相当于中国、美国、欧盟和日本目前的年度能源需求总和。这相当于 2018年全球煤炭和天然气的能源供应。

那是一个搅局者。这个二氧化碳 chomper 哪儿也去不了。它只需要太多的能源、原材料,以及令人震惊的、不可能的每年 30% 的大规模快速部署,没有任何用处。

达到 30 Gt CO2/年的 CO2 捕获 -- 与当前全球排放的规模相似 -- 将意味着建立大约 30,000 个大型发援会工厂。相比之下,当今世界只有不到 10,000 座燃煤发电站。

DACCS 设施中使用的水泥和钢铁需要大量的能源和二氧化碳排放,这些需要从任何被隔离的东西中减去。

二氧化碳也不能储存在碳捕获吸收剂中 -- 这些吸收剂处于研究和示范水平之间,远非商业化,并且会发生降解,这将导致高运营和维护成本。他们的生产还释放出需要管理的化学污染物,增加了更多的能量。此外,吸附剂可能需要大量的高温和化石燃料投入,这可能会推高 “全球能源季度”。

据我所知,吸着剂的想法远非商业化的,而且生产起来非常昂贵,只是因为没有足够的地质储量来储存二氧化碳而被提出来的。

当所有的技术壁垒都被克服时,石油可能正在减少,这使得 DACCS 设施的意义变得毫无意义。全球石油产量每年下降 4-8%,将比 DACCS 减少更多的二氧化碳排放。在二十年内,我们将下降到我们曾经拥有的石油和排放的 10%。

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埃文斯,S.2019。,直接二氧化碳捕获机可以使用 “全球能源的 2100”。Carbobrief.org

这篇文章总结如下:Realmonte,G.等人。2019。直接空气捕获在深度缓解路径中的作用的跨模型评估,自然通信。

一项新的研究发现,使用直接空气捕获 (DAC) 直接从空气中吸收二氧化碳的机器可以降低实现全球气候目标的成本, 但是在 2100 年,他们将需要多达的全球能源供应来限制变暖比前工业水平高出 1.5 或 2 摄氏度。

但该研究也强调了假设 DAC 将大规模可用的 “明显风险”,如果该技术无法实现,全球温度目标将被突破高达 0.8 摄氏度。

一位研究作者告诉《碳简报》,这意味着政策制定者不应该将发援会视为可以取代当前减排努力的 “灵丹妙药”,并补充道: “这样做的风险太高了。

一家开发该技术的初创公司的首席执行官表示,在减排过于复杂或成本过高的情况下,发援会应该被视为 “挑战性减排的后盾”。他告诉《碳简报》,尽管如此,他的公司 “不断击退 '魔法子弹' 的头条新闻”。

负排放巴黎协议设定了将人为变暖限制在 “远低于” 2 摄氏度的目标,以及保持在 2015 摄氏度以下的目标根据政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 的说法,实现这一目标需要使用 “负排放技术” 来消除大气中多余的二氧化碳。betway88体育官网网址

这种全面的负排放技术涵盖了广泛的方法,包括植树、恢复泥炭地和其他 “自然气候解决方案”。模型路径在很大程度上依赖于生物能源与碳捕获和储存 (BECCS)。这就是生物质,如木质颗粒,被燃烧来发电,产生的二氧化碳被捕获和储存BECCS 的重要潜在作用引起了许多关注,土地面积高达印度的五倍,用于种植一些模型路径所需的生物量。

另一种选择是直接空气捕获,即使用机器从大气中吸出二氧化碳。如果二氧化碳被埋在地下,这个过程有时被称为直接空气碳捕获和储存 (DACCS)。

今天的新研究探索了发援会如何利用两种不同的综合评估模型 (IAMs) 以 “更低的成本” 帮助实现全球气候目标。研究作者阿杰 · 甘比尔博士是伦敦帝国理工学院格兰瑟姆气候变化研究所的高级研究员,他向《碳简报》解释道:betway88体育官网网址

“这是第一次模型间比较…… [和] 迄今为止在 IAMs 中使用的 DAC 的最详细的表示。它包括两种 DAC 技术,具有不同的能源投入和成本假设,以及包括废热在内的一系列能源投入。这项研究使用了广泛的敏感性分析 [来测试改变我们假设的影响]。它还包括对发援会技术发展在材料、土地和水资源利用方面的更广泛影响的初步分析。

研究中包含的两种 DAC 技术是基于从空气中吸附二氧化碳的不同方式,这些方式是由世界各地的许多初创公司开发的。

一,通常用于较大的工业规模的设施,例如是由加拿大公司碳工程,采用氢氧化钠溶液,以捕捉 CO2.这种混合物必须被加热到高温释放 CO2 所以它可以存储和氢的重复使用。该工艺采用现有技术是目前认为有两个方案的成本更低。

第二种技术在小型模块化反应器中使用胺吸附剂,如瑞士公司 Climeworks 开发的反应器。该文件指出,目前成本较高,但节约的潜力被认为更大。这是由于可以在工业生产线上进行模块化设计,以及释放二氧化碳用于储存所需的较低温度,这意味着可以使用废热。

延迟削减

总的来说,尽管发援会的成本存在 “巨大的不确定性”,但研究表明,它的使用可能会让全球温室气体排放的早期削减有所延迟, “显著降低气候政策成本” 以满足严格的温度限制。

该研究称,使用发援会意味着 2030年的全球排放量可能会保持在更高的水平,本世纪晚些时候会更多地使用负排放量。

在一些模拟路径中使用发援会推迟了在某些地区减少排放的需要。该论文解释道: “DACCS 允许在一些难以脱碳的能源密集型部门,如运输和工业,减少近期减排努力。

DAC 创业公司碳工程的首席执行官史蒂夫 · 奥尔德姆说,他认为这是二氧化碳去除技术的主要目的,他把二氧化碳去除技术比作其他 “基本基础设施”,如废物处理或污水处理。

奥尔德姆告诉《碳简报》,尽管减少二氧化碳排放的标准方法对全球大多数排放仍然至关重要,但在某些领域,挑战和成本可能太大。他说:

“一旦成本和可行性变得太大,发援会和其他负排放技术是正确的解决方案…… 我认为我们是挑战性减排的后盾。

比较成本

尽管发援会可能相对昂贵,但在今天的研究中,模型路径仍然认为它比减少这些难以解决的部门的排放要便宜得多。这意味着这些模型部署了大量的发援会,即使其成本处于当前估计的高端。

这也意味着这些模型认为满足包括发援会在内的气候目标的途径具有较低的总体成本 (“减少 [d]…… 在 90% 到之间”)。甘比尔告诉碳简报:

“根据我们在本研究中使用的模型情景,部署 DAC 意味着在短期内减少陡峭的缓解途径,并降低政策成本。

甘比尔告诉碳简报:

“在 below-2C 情况下大规模部署 DAC 将需要大量的热能和电能,以及生产二氧化碳吸附剂的主要制造工作。尽管发援会使用的水和土地等资源比 [的其他网络 (如 BECCS) 少,但需要进行适当的全生命周期评估,以了解所有资源影响。

部署风险还有关于这项新技术能否以预期的速度和规模推广的问题, 随着每年高达 30% 的扩张和在本世纪末达到 30 GtCO2/年的部署。甘比尔说,这是一个 “巨大的速度和规模”,部署速度是研究结果中的 “关键敏感性”。

没有参与这项研究的伍斯特理工学院化学工程教授詹妮弗 · 威尔科克斯教授说,这种扩大的速度值得谨慎。她告诉碳简报:

“扩大规模的速度可行吗?典型的经验法则是每十年增加一个数量级 [每年大约增长 25-30%]。[太阳能] 光伏放大比这更高,但主要是由于政府的激励…… 而不是技术进步。

该报称,如果 DAC 要使用小型模块化系统来实现,那么到可能需要多达 2100。它将这个数字与每年制造的辆轻型汽车进行了比较。

该研究认为,以如此快的速度扩大发援会相当于部署核能、风能和太阳能等新型发电技术的速度。

鲍尔说,模拟的发援会增长率 “惊人”,但 “与历史经验并不矛盾”。这种快速扩大也远非采用发援会的唯一障碍。

该论文解释道: “在全球范围内,支持负排放技术的金融工具和金融激励措施几乎不存在,尽管这对于使净部署具有吸引力至关重要。

碳工程公司的奥尔德姆同意政策需要承认负排放是独特的,不同于标准的减排。但他告诉 Carbon Brief,他仍然对公司快速扩张的能力 “非常有信心”。

(今天的研究包括考虑地下储存二氧化碳的空间,发现这不是 DAC 部署的限制因素。)

突破限制

该文件称,如果 DAC 不能像模型中预期的那样交付,那么大规模扩展和部署的挑战将带来重大风险。作者警告说,承诺增加发援会而不是减少排放可能意味着将能源系统锁定在化石燃料中。

该研究解释说,这可能有违反巴黎温度限制的风险:

“假设 DACCS 可以大规模部署,并发现它随后不可用的风险,导致全球温度过冲高达 0.8 摄氏度

甘比尔说,这种方法的风险 “太高”:

“不适当解释 [我们的结果] 是 DAC 是灵丹妙药,要减轻短期的缓解气候变化的努力,因为我们可以用它的世纪。

鲍尔同意:

“政策制定者不应该错误地认为碳清除可能会抵消未来仍在地下的化石燃料可能产生的所有排放。即使在对化石燃料可用性的悲观假设下,碳去除不能也不会解决问题。我们可以燃烧的低成本化石碳太多了。

尽管如此,该论文的作者之一、欧洲经济与环境研究所 (EIEE) 主任马西莫 · 塔沃尼教授, 告诉 Carbon Brief,“展示 DAC 的潜力仍然很重要 -- 模型当然强调了这一点 -- 但也展示了以所需规模部署的许多挑战”。

全球碳循环对大规模使用负排放技术 (如发援会: 海洋反弹) 提出了最后的挑战,但却没有得到充分重视。这是因为世界海洋和大气中的二氧化碳量处于动态且不断变化的平衡状态。

这种平衡意味着,目前,海洋每年吸收很大比例的人为二氧化碳排放,减少了留在大气中的量。如果 DAC 被用来将全球排放净额转为负值,就像今天的研究一样,那么这种平衡也将逆转。

因此,该论文称,多达五分之一的使用 DAC 或其他负排放技术去除的二氧化碳可以被海洋向大气中释放二氧化碳抵消, 降低它们的假定功效。

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为十亿人供水的喜马拉雅冰川正在快速融化

前言。为 30% 人供水的喜马拉雅冰川正在快速融化,自 1975年以来已经消失了。

雪上加霜的是印度、巴基斯坦、尼泊尔和不丹正在建设或计划建设的 400 座喜马拉雅河流大坝,用于发电和蓄水。大坝的蓄水池和传输线将破坏生物多样性、数以千计的房屋、城镇、村庄、田地、 660 平方英里的森林,甚至是世界上最高公路的一部分, 喀喇昆仑山公路。大坝工程有因地震而坍塌的危险。活跃地震来自上游冰川湖洪水爆发的区域和裂口。当水库溢出时,大坝也有可能在强烈的倾盆大雨中加剧下游的洪水 (IR 2008,Amrith 2018)。

由于水流到了 16 个国家,很明显,如果河流与下游国家隔绝,这些大坝可能会引发骚乱甚至战争。其中三个国家,印度、巴基斯坦和中国,拥有核武器。

它已经发生了。在克什米尔恐怖袭击造成 40 名印度警察死亡后,印度决定通过切断继续流向巴基斯坦的河水进行报复, “增加两个拥有核武器的邻国之间冲突的额外来源”。巴基斯坦是世界上水资源最紧张的国家之一,由于淤泥,巴基斯坦的地下蓄水层严重枯竭,而且两座最大水坝后面的储存量更少 (约翰逊 2019)。

爱丽丝 · 弗里德曼Www.www.apreswear.com的作者,当卡车停止行驶时: 能源和运输的未来,2015,斯普林格,制造藻类生物燃料的障碍,和“嘎吱嘎吱!全麦手工片和饼干”。播客:德里克 · 詹森,实际准备,KunstlerCast 253,KunstlerCast278,高峰繁荣,XX2 报告

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吴,K.2019。解密的间谍图像显示地球的 “第三极” 正在快速融化。喜马拉雅山加速的冰融化可能会危及南亚多达十亿人,他们依靠冰川径流获取饮用水等。PBS.org

根据今天发表在《科学进步》杂志上的一项研究,自 1975年以来,喜马拉雅山已经融化了该地区近 30% 的总冰量。

这些消失的冰川危及整个亚洲多达十亿人的供水。

喜马拉雅山曾经因其令人印象深刻的冰雪而被昵称为地球的 “第三个极”,现在它的未来可能会很黯淡。四十年的卫星数据,包括最近解密的冷战时期的间谍电影,表明这些冰川目前的消退速度是 20世纪底的两倍。

每年有几十亿吨的冰从喜马拉雅山脱落,没有被雪取代。这给南亚人民带来了严重的麻烦,他们依靠季节性喜马拉雅径流来获取农业、水电、饮用水等。冰川融化也可能引发破坏性的洪水,威胁当地的生态系统,产生连锁反应,这种连锁反应可能会远远超出山峰变暖的范围。

这项研究发人深省的发现是跨越时间和空间的大量数据汇编的结果。虽然先前的研究已经记录了喜马拉雅山单个冰川的轨迹,但新的发现追踪了横跨尼泊尔、不丹、印度和中国的 650 座冰川,其跨度达到惊人的 1,250 英里宽。他们还利用了大约 40 年的卫星图像,科学家们将这些图像拼接在一起,重建了冰川不断变化的表面的数字三维图像 -- 几乎就像一幅超增强全景图。

当一组气候学家分析时间序列时,他们发现冰川收缩急剧增加。1975 至 2000 间,每年平均有大约 10英寸的冰从冰川中脱落。然而,Post-Y2K 的净损失翻了一番,达到每年 20英寸左右 -- 这一发现与全球气候变暖的加速速度相一致。

虽然先前的研究很难解决气温上升、融冰污染物和降雨量减少对冰川融化的推动的相对贡献, 后两者根本不足以解释近年来冰量惊人的下降。

参考文献

Amrith,S.2018。攀登喜马拉雅山的竞赛。数百个大型项目被计划用于从世界屋脊跳水的河流。纽约时报。

红外。2008。混凝土山: 喜马拉雅山的大坝建设。国际河流。

约翰逊,K.2019。印度和巴基斯坦处于水战的边缘吗?外交政策。

张贴在由稀缺资源引起,betway88体育官网网址,betway88体育官网网址,水坝,,, | 带标签,,, | 评论关闭在为十亿人供水的喜马拉雅冰川上,水正在迅速融化

亿万富翁启示录掩体

Vivos Bunker
Vivos 在南达科他州建造了一个 575 的碉堡,几乎和曼哈顿一样大。

前言。

人们可能想要一个碉堡有很多原因,但是石油峰值、磷峰值、所有东西的峰值…… 和增长的限制并不是给出的原因。詹姆斯 · 霍华德 · 孔斯特勒的书,“长期紧急情况: 在 21世纪石油、气候变化和其他趋同灾难的终结中幸存betway88体育官网网址下来 ”可能被命名为“ 永久紧急情况 ”。一旦全球石油开始认真下降,在 20 年内将有 10% 或更少的石油剩余 (除非战争比这更快结束石油), 石油和其他化石使人类今天从大约 10亿扩张到 78亿。

因此,当人们从他们的掩体中出来时,他们最好知道如何在降雨量充足的可耕地上耕种和生活。

你不能从 “世界末日” 跑到地堡。这只是一块非常奇特的墓碑。

接下来的大部分内容来自 terravivos.com 网站“人类的后备计划。确保你的空间在一个地下避难所生存几乎任何灾难“。四处闲逛很有趣,有很多照片没有在下面展示。

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本迪克斯,A.2019。45 张 “亿万富翁掩体” 的不真实照片,可以在天启期间庇护超级富豪。Businessinsider.com

自 2012年12月21日以来发生了很大变化,当时大约有 10% 的人错误地相信世界将会终结。亿万富翁不是唯一的为世界末日做准备,但是如果世界被小行星或核导弹击中,他们可能是最有准备的。近年来,公司建造了 “亿万富翁掩体” 来迎合超级富豪的世界末日恐惧

气候变化的影响已经变得betway88体育官网网址更加频繁和严重洪水、飓风和酷热威胁着脆弱地区。机器变得更加智能,导致一些人担心技术推翻社会。的可能性全球核战争随着朝鲜的出现,它变得更大了继续前进它的核武器计划。

预测这些不太可能的世界末日场景之一可能是不可能的,但是如果你是 1% 的成员,就不能为它们做计划。看看 “亿万富翁掩体”,它可以在世界末日期间容纳超级富豪。

在地球安全面临越来越大的威胁之际,一小群精英 -- 即硅谷高管和纽约市金融家 -- 开始在晚餐时讨论他们的世界末日计划。

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在某些情况下,这些对话促使富人购买地下掩体在灾难中庇护自己。

“亿万富翁掩体” 不需要从头开始建造。

一些公司现在制造豪华的世界末日庇护所,以迎合超级富有的客户。生前的集团公司位于德尔 3月,加州,是建立一个 “全球地下避难所网络” 的高端客户。

生前的集团公司位于德尔 3月,加州,是建设一个

他们最华丽的建筑,被称为欧罗巴一号,位于德国罗森斯坦村一座 400 高的山下。

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根据该公司的网站,该避难所曾是冷战期间苏联军事装备的储存空间。

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作为购买掩体的交换,居民可以获得全职工作人员和安全团队。

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该属性旨在承受近距离核爆炸、空难、地震、洪水或军事攻击。

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一个典型的生活区有两层。在下层 (如下图所示),有多个卧室,一个台球桌和一个电影院。

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每个家庭分配 2,500 平方英尺,但可以选择将他们的住所扩大到 5,000 平方英尺。

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这个电影院可以容纳一个五口之家。

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碉堡包括公共空间,比如一个酒吧,在世界末日的时候扔回来一些。

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或者一个向其他人祈祷的教堂。

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当世界末日到来时,该公司设想居民乘汽车或飞机抵达德国。从那里,Vivos 将通过直升机将他们运送到他们受保护的家园。

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整个地下结构延伸近 230,000 平方英尺。

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只有 34 个私人生活区,所以空间有限。

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但是这个价格可能会阻止大多数人购买。私人公寓起价为 250万美元,家具齐全的半私人套房起价约为每人 40,000 美元。

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如果亿万富翁在欧罗巴一号找不到空间,那么在南达科他州也有 xPoint,一个几乎和曼哈顿一样大的大院。

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XPoint 最初是由陆军工程师建造的。

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据 Vivos 称,该建筑位于南达科他州黑山附近,相对安全,不会受到洪水和核目标的影响。

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XPoint 有自己的电气和供水系统,因此居民可以存活至少一年而不必外出。

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整个大院由 575 个掩体组成,每个掩体都有足够的空间容纳 10 到 24 人。

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每个掩体约 2,200 平方英尺。

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碉堡起价为 35,000 美元,但居民也必须支付 1,000 美元的年租金。当外出不安全时,这可能需要一些储蓄。

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该公司在印第安纳州又有了一个避难所,只能容纳 80 人。

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Vivos 网站将庇护所比作 “一家非常舒适的四星级酒店”。

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公共客厅有高的天花板。

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除了衣服和药物,居民不需要带任何东西。

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Vivos 提供其余的服务,包括洗衣设施、食物、洗浴用品和亚麻制品。

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甚至还有健身器材和宠物狗舍。

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庇护所由其成员共同拥有,这使得它比公司的其他型号稍微便宜一点。

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Vivos 在其网站上声称避难所免受海啸、地震和核袭击。

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在一份声明中,该公司表示对其避难所的兴趣 “在过去几年里飙升”。该网站称,其掩体网络中 “很少” 存在空间。

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另一方面,生存公寓项目专门为超级富豪服务。

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该公司的 15 层设施由一个退役的导弹发射井建造而成,耗资 2000万美元。

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在接受《纽约客》采访时,该公司的首席执行官拉里 · 霍尔说,他的设施代表了 “超级富豪的真正放松”

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来源:《纽约客》

该设施只能容纳十几个家庭,总共 75 人。

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该设施位于威奇托 (堪萨斯州) 北部的某个地方,但其确切位置是秘密的。

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一个单元相对较小 -- 大约 1,820 平方英尺。

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截至去年,广告上每套售价 300万美元。该公司还以约 150万美元的价格出售半层单元。

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所有楼层都由高速电梯连接。

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在危机情况下,居民在离开之前必须获得公司董事会的许可。

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但是里面的条件远非无法忍受。该设施配有健身房、游戏中心、狗公园、教室和 75 英尺的游泳池。

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甚至还有一堵岩壁。世界末日听起来从未如此奢华。

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实用规模的储能电池有多安全?

前言。飞机可能会被迫紧急着陆,如果即使是一个小的外部电池组,比如用来给手机充电的那种,着火了 (Mogg 2019)。

如果一个小电池组能迫使飞机着陆,想象一下公用事业规模的蓄电池可能会引起大火。

设计用于存储美国一天发电量 (11 TWh) 以平衡太阳能和风能的锂离子电池将是巨大的。使用来自能源部 (DOE/EPRI 2013) 能源储存手册的数据, 我计算出一个公用事业规模的能够在美国储存 24 小时发电的锂离子电池的成本将达到 11.9万亿美元,占据 345 平方英里,重 7400万吨。

在没有太阳和风的时候,至少需要 6 周的能量储存来保持电网。这种存储必须主要来自电池,因为很少有地方可以放压缩空气储能(CAES),抽水蓄能(小灵通) (也因为它有一个极低能量密度),或具有热能储存的聚光太阳能发电。目前,天然气是主要的能源储存,总是可以在风力减弱和太阳下山时迅速介入,并在煤、核能的帮助下全天候提供电力, 和水电。

储存大量能量,无论是在较大的可充电电池中,还是在较小的一次性电池中,本质上都是危险的。的原因锂电池的故障可能包括击穿、过度充电、过热、短路、内部电池故障和制造缺陷。现在电网上或正在开发的几乎所有公用事业规模的电池都是为手机和笔记本电脑提供动力的相同锂离子技术的大型版本。如果电池太热,会引发火灾并引发热失控现象, 在这种情况下,火以自身为食,并且几乎不可能停止,直到它消耗掉所有可用的燃料。

此图像具有空的 alt 属性; 其文件名为 2MW-AZ-battery-that-exploded.jpg

亚利桑那州公共服务电力公司安装的一个 2 兆瓦电池 (上图) 已经在 2019年4月爆炸,并将八名消防员和一名警察送往医院 (库珀 2019) 在 2017年8月的一系列事件中,至少有 23 个韩国锂离子设施着火 (Deign 2019)。

下面是一份 82 页的能源部文件的摘录。显然,含有公用事业规模的能量电池将是困难的:

“对 ESS 化学和组件的热损害给消防社区、建筑业主和保险公司带来了独特的挑战。正如电动汽车电池火灾的全面测试所证明的,灭火需要比预期更多的水,在某些情况下需要更多的水。此外,由于电动汽车电池的外壳可以掩盖未受损电池内持续的热反应,确认火灾完全熄灭是困难的。在指数公司进行的一项测试中,一个电池在参与了大约 22 小时后的全面火灾测试后重新点燃; 在另一个案例中, 一辆电动汽车经历了随后三周的碰撞后再点火测试。”

爱丽丝 · 弗里德曼Www.www.apreswear.com的作者,当卡车停止行驶时: 能源和运输的未来,2015,斯普林格,制造藻类生物燃料的障碍,和“嘎吱嘎吱!全麦手工片和饼干”。播客:德里克 · 詹森,实际准备,KunstlerCast 253,KunstlerCast278,高峰繁荣,XX2 报告

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USDOE。2014年12月。储能安全战略计划。美国能源部。

通过各种各样的潜在应用,储能正在成为弹性和高效电网的一个组成部分。目前正在进行的电网的发展将导致对能源存储提供的最佳服务的更大需求,包括能源管理、备用电源、负载均衡、频率调节、电压支持, 和电网稳定。对专业服务需求的增加将进一步推动储能研究,以更低的成本生产出效率更高的系统,这将导致储能部署涌入全国。为了使各种存储技术的这些增加部署取得成功,必须在能源存储社区的各个层面以满足每个利益相关者需求的方式灌输安全性。2013,美国能源部发布了电网

能源储存战略,确定了与能源储存的广泛部署有关的四个挑战。这些挑战中的第二个,储能安全性和可靠性的验证,最近已经引起了整个储能界的极大关注。必须立即确保这种对安全的关注,以使迅速发展的储能行业取得成功,由此社会相信人类的生命和财产不会

储能技术的安全应用和使用是没有界限的。储能系统 (ESS) 将对外部事件做出反应,例如地震发生,而不管它相对于电表或网格的位置如何。类似地,由 ESS 触发的事件,如火灾,对于 ESS 相对于仪表的位置来说是 “盲目的”

目前大多数为解决能源存储安全问题而开发的验证技术都是由电动汽车社区推动的,主要集中在锂离子化学上,并通过系统的经验测试得出。此外,铅酸电池的技术已经建立,但必须进行修订,以将化学变化纳入新技术。展望未来,所有验证技术必须扩展到包括网格规模的储能系统, 与每个新存储系统的内部化学相关,并拥有植根于对材料的机械反应的基本科学理解的技术基础。

导言

电网储能系统是 “使能技术”; 它们不发电,但它们确实使电网现代化取得了重大进展。例如,有许多研究已经确定可变发电资源的部署将影响网格的稳定性,除非包括存储。5 此外,能源存储已被证明通过频率调节提供关键的电网支持功能。6 性能需求和部署环境的多样性推动了广泛的存储技术的需求。

通常,储能技术被归类为大功率或高能。该部门极大地有利于储能系统的最终用户,因为它允许选择适合应用需求的技术,从而降低成本并实现价值最大化。频率调节需要非常快速的响应,即高功率,但不一定需要高能量。相比之下,负载转移需要非常高的能量,但在电力需求上更灵活。不间断电源和可变发电集成是对高功率和高能的需求介于上述极端之间的应用。图 1 显示了目前部署到北美地区的能源存储技术。7 这种存储技术的多样性增加了开发用于评估和提高电网存储技术和安全性的单一协议集的复杂性。驱动跨长度尺度的理解需求, 从基础材料流程到全面的系统集成。5 保罗 · 登霍尔姆; 埃拉,埃里克; 科比,布兰登; 米利根,迈克尔。

图 1.部署的电池储能系统百分比 8 锂铁总兆瓦百分比磷酸盐 4.84% 流量其他 2.62% 14.38% 铅酸 28.20% 钠硫 8.17% 锂离子 41.79%

图 1.部署的电池储能系统的百分比。

部署环境和应用空间的多样性增加了验证储能系统安全性所需方法的复杂性。部署环境的差异会影响影响利益相关者的安全问题、需求、风险和挑战。例如,部署在偏远地区的能源存储系统对其环境和第一响应者需求的潜在影响将与部署在办公室套房房间的系统大不相同, 或者在市中心一栋建筑的顶层。系统离住宅、学校和医院越近,无论系统大小,任何潜在事件的影响都越大

抽水蓄能是最古老、最成熟的储能技术之一,占装机容量的 95%。其他存储技术,如电池、飞轮等,占已安装存储基座的剩余 5%, 在他们的部署周期中要早得多,并且可能还没有达到他们部署的全部能力。

尽管飞轮相对来说是电网储能领域的新来者,但几个世纪以来,它们一直被用作储能设备,最早的飞轮来自 3100 美索不达米亚。网格规模的飞轮通过旋转转子高达数万转/分,以旋转动能和转子变形弹性能量的组合储存能量来运行。这些系统通常具有大的旋转质量,在灾难性的径向故障的情况下,需要一个坚固的外壳来容纳碎片。然而,如果可以通过工程设计减少碎片颗粒的质量,安全壳系统的强度、尺寸和成本可以显著降低。

作为电化学技术,网格存储中使用的电池系统可以进一步分类为氧化还原液流电池、混合液流电池和无流动电解质的二次电池。出于本文件的目的,钒氧化还原液流电池和锌溴液流电池被认为是前两类,铅酸,锂离子, 后一类中的氯化钠、氯化镍和硫酸钠技术。正如将在本文件中详细讨论的,有一些特定于电池的安全问题需要解决,例如,在事故中释放储存的能量, 电池的连锁故障和火灾。

被动办法的能量存储安全已不再可行。的数量和类型的能量储存的部署已经达到了临界点的戏剧性的增长预计在未来几年推动在很大程度上与大,新,政策性存储 California14 的举措, hawaii15,纽约。新的存储技术可能会响应这些和其他举措而部署,但成熟得太快,不足以证明在没有统一的基于科学的安全验证技术和协议的情况下继续前进是合理的。一个复杂的挑战是,资源和部署经验有限的初创公司正在开发许多这些新的存储技术。安全过程的标准化将极大地提高新技术和创业公司本身的成本和生存能力。ESS 的模块化本质是这样的,没有一个单一的实体明确负责 ESS 的安全; 相反,能量存储社区的每个参与者都有一个角色和责任。以下各节概述了解决已验证的电网储能系统安全需求的差距。

迄今为止,最广泛的能源存储安全和滥用的研发工作已经完成了电动汽车 (EV) 电池技术。这些努力仅限于锂离子、铅酸和镍氢化学,除了网格规模的铅酸系统, 仅限于适用于车辆的较小尺寸电池组。

网格规模存储技术中不断增加的规模、复杂性和多样性需要一个全面的策略来充分解决网格存储系统的安全性问题。部署到电网上的技术属于电化学、机电和热能的类别,它们本身属于不同的系统类别,包括 CAES 、飞轮、抽水蓄能和中小企业。这是未来几年需要协调和解决的一个重要努力领域,因为目前围绕实地安全的法规和标准中存在一些差距领域。必须协调研发工作,以开始应对挑战。

储能系统主要可以根据其功率、能量和技术平台进行分类。对于电网规模的系统,功率/能谱范围从较小的千瓦/千瓦时到较大的兆瓦/兆瓦时系统。较小的千瓦/千瓦时系统可用于住宅和社区存储应用,而较大的兆瓦/MWh 系统可用于电力传输和配电网,以提供电网级别的服务。这与电动汽车形成鲜明对比,美国先进电池联盟 (USABC) 的目标既明确又范围狭窄,能源目标为 40 千瓦时。虽然在实践中,一些电动汽车组件高达 90 千瓦时,但与电网存储应用相比,能量范围仍然很小。这项研究对第一反应者理解 ESS 技术带来的风险的能力至关重要,并允许发展安全战略来最小化风险和减轻事件。

此外,电池技术和固定存储系统的多样性并不普遍存在于电动汽车社区。因此,过去和现在用于运输的存储系统的测试协议和程序不足以充分解决固定应用的这种广泛的存储系统技术。表 1 总结了在电动汽车更成熟的领域中,这一系列技术和存储大小之间的高水平对比。为了满足固定存储的安全需求,必须付出的努力是相当大的,因为大多数提高安全性的研究和开发以及开发安全验证技术的努力都在电动汽车领域。。值得注意的是,电动汽车电池的尺寸范围是两倍; 相比之下,固定存储规模跨越许多数量级。同样地,固定存储的技术和应用范围比电动汽车的变化更多。因此,尽管电动汽车安全努力为围绕安全发展研发项目和发展规范与标准铺平了道路,但它们在处理安全发展过程中的许多重大挑战方面是极不够的。固定存储系统的安装、调试、使用和维护。

网格存储系统的另一个复杂性是,存储系统可以在现场构建,也可以预先组装,通常是在集装箱中。这些预组装系统允许对完全集成的系统进行工厂测试,但在运输过程中会受到潜在的损坏。对于现场建造的系统,组装是在现场完成的; 许多安全测试和鉴定可能由当地检查员完成, 谁可能知道或不知道存储系统的细节。因此,必须以不同的方式处理每种类型系统的安全验证,并且必须解决每个具体的挑战。

电池和飞轮是目前增强电网规模安全性的主要关注点。对于这些系统,电网规模的功率和能量需求的相关故障模式还没有被很好地描述,并且在故障的风险和后果方面存在着更大的不确定性。围绕系统安全的这种不确定性可能会导致采用和市场成功的障碍,例如难以评估这些资产的价值和风险,以及确定对健康和环境的可能后果。为了消除这些障碍,需要在以下领域协同努力:• 材料科学研发-对所有设备组件的研究 • 工程控制和系统设计 • 建模 • 系统测试和分析 • 调试和现场系统安全研究这是该领域的显著挑战上面概述了发展理解以及将一个尺度上的结果与另一个尺度上的预期结果联系起来的信心,或者预测组件之间的相互作用, 以及当一个或多个故障模式同时出现在系统。需要广泛的研究、建模和验证来应对这些挑战。此外,有必要汇集故障模式和影响分析 (FMEA) 的分析方法,并在研究和调试中使用安全基础来建立一个强大的安全程序。此外,识别、响应和减轻任何观察到的安全事件对于验证存储的安全性至关重要。

关于设定标准以确保彻底的安全验证技术的整体观点是期望的最终目标; 第一步是研究从电池到系统水平的研发水平的失败, 从材料的电化学和动力学到模块尺度行为。必须对整个系统进行详细的危害分析,以识别由滥用条件和可能导致大规模损坏和/或火灾的连锁事件引起的故障点。虽然将存储系统视为 “黑匣子” 有助于设定安装的实际标准, 了解基本材料和化学水平的系统,以及问题如何在电池和系统水平引发故障,对于确保整体系统安全至关重要。

电池,了解基本的电化学和材料在选定的操作条件下的变化有助于指导电池水平的安全。电池级故障模式的知识以及它们如何传播到电池组指导电池化学、电池设计和集成。每个系统都有与必须理解的基本电化学相关的不同级别的风险; 必须管理电化学性能和安全性之间的权衡。存储技术之间存在一些安全问题的共性。例如,Na/S (NAS) 或 Na/NiCl2 (斑马) 电池的释放可能导致熔融材料的暴露和邻近电池的热传递。在过度充电期间,从铅酸电池或从锂离子电池中产生的 H2 和溶剂蒸汽的演变可能会导致易燃/可燃气体混合物。锂离子电池中的热失控会将热量传递给相邻电池,并通过电池传播故障

此外,尽管经常考虑身体危险,健康和环境安全问题也需要进行评估,以全面了解与电池故障相关的潜在危险。这些可能包括在滥用期间或暴露于异常环境时由电池进化而来的气体种类的毒性、电池爆发期间电解质的毒性或钒氧化还原液流电池 (VRB) 中的溢出, 用于扑灭含有重金属的电池火灾的水径流的环境影响。飞轮提供了一套完全不同的考虑因素,包括机械包容测试和建模、真空损失测试和应力下的材料疲劳测试。

随着电池事故数量的增加,锂离子电池安全的话题正迅速获得关注。最近的事件,如澳大利亚地区航班上的手机失控和迪拜附近的联合包裹服务飞机坠毁,强化了 Liion 电池失控事件的潜在后果。网格存储需求的巨大规模和操作需求使得越来越难以找到具有必要性能的材料,特别是确保防故障操作所需的热性能。这些电池系统的主要故障模式要么是潜在的 (制造缺陷、操作加热等),要么是滥用的 (机械、电气或热)。

这些故障中的任何一个都会增加电池的内部温度,导致电解质分解、排气和可能的点火。虽然正在取得重大进展,但在对抗溶剂易燃性方面仍然存在重大挑战,这是需要改进的最重要领域,以解决锂离子电池的安全性问题,因此在此更详细地讨论。为了减轻电解质的热不稳定性,已经开发了许多不同的方法,结果各不相同,取得了适度的成功。由于过度充电、内部短路、制造缺陷、物理损坏或其他失效机制,传统电解质通常会在过热时排出可燃气体。在应用中使用锂离子电池的前景取决于大幅降低可燃性,这需要材料开发 (包括新的锂盐) 来改善热性能。一种方法是在电解质中使用阻燃剂 (FR) 作为添加剂来提高热稳定性。这些添加剂中的大多数都有在塑料工业中用作 FR 的历史。广义地说,这些添加剂可以分为两类 -- 含磷的和含氟的。社区需要通过内部或外部的机械、热或电刺激来提供危险评估和事件分类,以及当 ESS 失败时缓解。

电解质安全研发燃烧过程是一个复杂的化学反应,燃料和氧化剂在热的存在下反应并燃烧。热量 (氧化剂) 和燃料 (燃烧的物质) 的会聚必须发生燃烧。氧化剂是产生氧气的物质,因此燃料可以燃烧,而热量是驱动燃烧过程的能量。在燃烧过程中,一系列的化学反应发生,导致火灾。41 在这种情况下,各种氧化, 产生氢和燃料自由基,使火一直持续到三种成分中的至少一种被耗尽。

5.4.1 电解质尽管对可燃性问题进行了几项研究,但锂离子电池中的火尚未完全消除。故障的一个可能原因可能与较低的闪点 (FP) (<38.7 °C) 的溶剂有关。。42 已发布的数据显示聚磷腈聚合物和用作电解质的离子液体是不可燃的。43 然而,这些化学物质的高 FP 通常伴随着粘度的增加, 因此限制了低温操作和在亚环境温度下降解细胞性能。这些材料也可能有其他问题,如电极和分离器材料润湿不良,尽管它们是不可燃的,但不允许在电池中使用。理想情况下,将使用没有 FP 的溶剂,同时表现出理想的电解质行为 (有关电解质需要满足的一些关键性能,请参见下文) 并在零下 50 ℃ 或以下的低温下保持液态,用于锂离子电池。下面给出了 FR 必须同时满足的一些关键的电化学和热性能。财产之间的权衡是可能的,但是当涉及到安全时,不能有权衡。•高电压稳定性 · 与传统电解质的导电性相当 · 更低的火焰传播速率或根本没有火焰 · 更低的自加热速率 · 对电极都稳定 · 能够湿润电极和分离器材料 • 更高的起始温度用于降低整体产热的放热峰 • 没有共溶剂的混溶问题

锂离子电池更高的能量密度只能导致更不稳定的装置,尽管已经做出了重大努力来解决安全性问题,但仍需要进行重大研究。为了提高锂离子电池的安全性,电解液的可燃性需要显著提高,或者需要在包含故障影响的区域进一步缓解,以提供操作中安全的优雅故障结果

电极、分离器、电流收集器、外壳、电池格式头和通气口,而电解质是迄今为止锂离子电池安全中最关键的组成部分, 围绕电池的其他部件进行了安全考虑的研究。随着对固定存储的更广泛化学领域的研究的继续,这些因素可能变得更加关键。

电容器静电电容器是电力电子设备的主要故障机制。这些主要失败是因为对低成本设备的高度关注,以及对制造的低控制。作为回应,它们被用于高度降低的水平,并且通常带有冗余设计。当它们失效时,它们通常显示出缓慢的退化,电阻率降低,最终导致短路。级联故障可以导致系统中其他地方更高后果的故障。弧或连锁故障可能发生。冗余设计增加的复杂性是一种安全风险。虽然高可靠性电容器有一个利基市场,但它们在经济上并不适用于大多数应用,包括电网存储。这些设备由贵金属和高质量的陶瓷加工制成,从而减少设备中的氧空位。

聚合物电容器可以具有安全优势,因为它们可以自我修复,因此不会出现任何故障; 然而,这些电容器在高温下表现不佳,而且易燃。

目前,电容器的低成本和低可靠性使它们成为设备中出现故障的非常常见的组件,影响电力电子设备,并为级联故障提供可能的触发。虽然电容器的可靠性已经提高,但由于其制造和测试,这种设备的成本过高。应以合理的成本开发改进的电容器,或设计防止电容器故障时的连锁故障。

针对流动电池的泵管和储罐组件,以及混合流动电池技术尚未在电池技术安全的背景下进行研究。这些包括诸如泵、管道和储罐等部件。使用类似组件的其他领域的研究可能是一个起点,但这些研究表明,在电池安全方面,组件的范围比目前的研发要广泛得多。

制造缺陷组件的设计和测试取决于对材料纯度范围的理解,以及工程上的一致性。缺陷是电池短缺的主要原因例如。了解零件之间的再现性以及缺陷对故障的影响对于理解和设计更安全的存储系统至关重要。

科学的故障检测大电池系统内尚在起步阶段,大多数大电池系统的分析和监测的重点监测诸如健康和状态监测, 但是有限的工作已经完成。提供 et al.53 第一

软件分析。在当今这个信息技术时代,任何全面的能源储存研究、开发和部署策略都应该以适当的软件分析补充来完成。软件与硬件同等重要,不仅对工程控制,而且对性能监控; 异常检测、诊断和跟踪; 退化和故障预测; 维护; 健康管理; 和操作优化。最终,它将成为提高整体系统和系统安全的一个重要因素。与任何新的、潜在的高后果技术一样,提高安全性将是一个持续的过程。与航空安全类似,使用尖端技术的储能项目将受益于记录灾难性故障前兆的 “黑匣子”。黑匣子将位于场外,并根据所感知现象的时间尺度存储几分钟到几个月的数据。大型安装需要它们,建议用于中型安装,小型安装则可选。应记录的内容和数量的标准将基于研究结果和经验。

由于一些储能技术的开发和部署仍处于早期阶段,因此应该强调开发安全案例。安全案例应涵盖可合理预期的所有安全事件,并因此突出需要软件分析以确保每个系统安全的领域。每个案例都会讲述一个初始事件的故事,随着时间的推移对其可能性的评估,可能的后续事件,以及可能的最终结果。安全案例的发展不一定繁重,但它们应该向所有相关人员表明,他们已经认真考虑了安全问题。

表 2.评估来自电气、机械和环境条件的风险的常见测试 55 条件电气机械环境测试开发测试电流异常充电测试,过度充电和充电时间强迫放电试验挤压试验冲击试验振动试验加热试验温度循环试验低压高度试验故障传播内部短路 (非冲击试验) 点火/可燃性红外吸收诊断分离器测试

因此,已建立的电气、机械和环境条件测试是专门用来识别和量化铅酸和锂离子技术故障的后果和可能性的,包括燃烧特性的典型分析, 放气、烟雾微粒和灭火工作造成的环境流失。即使对于研究最多的锂离子技术滥用案例,一些测试也被认为非常粗糙或无效,技术价值有限。例如,用于在内部短路下复制故障的穿刺测试被广泛认为缺乏准确模拟这种特定故障模式的能力。这些测试不太可能重现潜在的现场故障时,应用于技术,他们不是最初设计的。上述测试仅涉及单元/包/模块级别,不考虑存储系统的平衡。对锂离子系统的其他测试以调用和量化特定事件为目标; 例如,冲击测试和过度充电测试探测了在阳极和阴极分解反应中发生的热失控的可能性。当前验证技术涉及的其他故障模式包括电解质可燃性、包括分离器、电解质成分和活性材料在内的材料的热稳定性以及电池间故障。

差距区域和机会部署在电网上的储能系统,无论是住宅 (<10千瓦) 还是兆瓦级的大容量发电, 易受类似的故障如上所述的锂离子。然而,考虑到多种化学物质和应用空间,我们在现实条件下理解和量化潜在故障的能力存在很大差距; 为了确保网格存储系统部署的安全性, 了解它们在每个部署环境中的潜在故障模式至关重要。此外,必须考虑到电网规模的系统至少包括: 电力电子设备、变压器、开关设备、加热和冷却系统以及房屋结构或外壳。技术的规模和多样性需要重新思考安全工作,因为它是从电气化车辆空间的当前验证技术中采用的。

为解决固定能量储存的所有技术的组件和系统级安全问题,需要进一步努力: 理解这些系统的基础材料科学, 开发适当的工程控制,防火和灭火方法,系统设计,完成验证测试和分析,并建立基于真实世界的操作模型。系统级安全还必须处理几个额外因素,包括相关规范、标准和法规、第一反应者的需求,以及当前企业社会责任未涵盖的预期风险和后果。网格规模存储所需的各种化学物质和操作条件对安全研发提出了重大挑战。更长的寿命要求和更广泛的存储用途要求更好地理解在正常操作和滥用条件下的退化和寿命终止故障。电池的大小也需要更多地依赖建模。理解热失控和火传播的多尺度模型; 无论是起源于化学、电子还是系统外部; 尚未开发。目前,静止储能的间隙区域存在于材料研究和模型,通过系统寿命考虑,如操作和维护。

工程控制和系统设计。目前,对电池的监控需求,以及分离电池和模块的方法的有效性,或者系统中的各种灭火系统和技术还没有被广泛研究。个别公司和设施在设计这些系统时依赖于过去的经验。例如: Na 电池的安装集中于减轻高工作温度的潜在影响,Pb-acid 电池集中于控制与氢气生成相关的故障, 而在不使用电化学的技术中,如飞轮,则关注机械问题,如耗尽和高温,或腔室压力的变化。需要详细的测试和建模来充分理解系统监控和故障传播遏制的需求。大多数技术领域仍然需要对安全特性进行严格设计,以充分解决潜在的故障。目前的努力已广泛集中在监测电池和模块水平电压除了热环境; 然而,安全操作的公差不知道这些系统。需要进一步的开发努力来帮助制造商和安装人员了解适当的监控水平,以便安全地操作系统并防止内部短路导致的故障, 潜在的制造缺陷或滥用电池传播到整个系统。

对网格级存储系统的规模和成本进行建模使其无法测试全规模系统,建模可以在提高安全性方面发挥关键作用。

灭火大型储能系统可以通过将系统的各个部分隔离在不同的运输容器中,或者使用材料或组件切断电池来降低损失风险。目前的大多数系统在外壳内都有自动和手动触发的灭火系统,但是对于这种灭火系统在火灾中是否有用的知识有限。

必须充分了解灭火剂和系统化学之间的相互作用,以确定灭火的有效性。关键变量包括: 所需抑制剂的体积、抑制剂的释放速度和抑制剂的分布。关于电化学安全的基本假设尚未阐明,例如,甚至不清楚电池火灾是否比其他类型的火灾具有更高的后果, 如果是这样的话,这在多大程度上是令人担忧的。

国家消防协会 (NFPA) 提供了一份关于车辆电池抑制剂的调查问卷。涉及电动汽车 (EDV) 电池的灭火策略: a.水作为大型电池火灾的抑制剂有多有效?B.有射弹危险吗?C.必须进行多长时间的灭火工作才能控制火势,然后完全扑灭?D.需要什么水平的资源来支持这些灭火工作?1 e.是否需要扩大镇压力度?F.消防部门应该允许大型电池组燃烧而不是试图压制的情况下,有什么指示器?

NFPA 13,洒水系统安装标准,60 不包含具体的洒水装置建议或锂离子电池的保护要求。关于抑制剂的报告和文献普遍推荐使用水。61 然而,电池起火所需的水量很大: 40kwh EV 大小的 Liion 电池组需要 275-2639 加仑。这比建议的内燃机 (ICE) 车辆火灾要高。

总结。随着储能系统部署的扩大,整个储能系统基于科学的安全验证技术至关重要。这些技术目前基于以前的行业知识和车辆储能经验,以及电网规模的铅酸电池经验。现在,他们必须扩大到包括 gridscale 系统。这种扩展的主要障碍包括更广泛的规模固定存储系统,以及更广泛的技术。此外,规模较大的固定存储 EV 以上存储,需要考虑的一个更广泛的问题,超出存储设备。这包括诸如电力电子和灭火。开发验证所需的工作是重要的。随着通过实验和建模在理解验证方面取得进展,这些基于证据的结果可以输入代码、法规和标准, 并且可以通知固定存储解决方案的制造商和客户,以提高部署系统的安全性。

目前,消防部门没有将 ESS 归类为独立于他们所支持的系统能够导致安全事故的独立基础设施。相反,消防部门将电网 ESS 归类为备用电源系统,如用于商业、公用事业、通信和国防设置的不间断电源 (UPS), 或者作为光伏电池支持系统,用于开网或离网住宅应用。这种分类导致对 ESS 及其潜在风险的认识有限,从而导致对事件的最佳反应。这种仅仅作为备用电源系统的储能系统的分类也导致了 ESS 作为风险管理工具的外围处理。

由于市场压力,储能行业正在迅速扩张。这种扩张超越了当前企业社会责任的更新和确定什么是安全的和什么是不安全的新企业社会责任的发展

尚未制定出将 ESS 集成到公用事业或独立网格中的通用、独立于技术的标准。

带有标准设备的事故响应是根据事故类型和地点的具体需要定制的,无论是两个 “泵” 发动机和一辆有两到四名人员的 “梯子” 卡车, 加上一个大队长作为事故指挥官,总共有 9 到 13 名人员对伤害/事故做出反应,或者是一场需要五个引擎、两辆卡车和两个营长的结构火灾,总共需要 17 到 30 名人员。每发出一次额外的 “警报”,就会发出另外两到三个 “泵” 发动机和一辆 “梯子” 卡车。在所有这些情况下,事故响应人员通常只带着标准设备到达现场。该设备由各种 NFPA 标准指导,用于每个设备、个人防护设备 (PPE) 和其他救援工具的设备。在应对 ESS 事故时,消防部门很少配备专门用于电气事故的设备

在制定对任何储能事件的应对措施时,必须考虑许多独特的挑战。特别是,难以确保通电的电气元件可能会给消防人员带来重大的安全挑战。通常,主要任务是隔离受影响区域的电力,控制泄漏,接触和救援可能的受害者,并限制进入危险区域。最优先考虑的是支持定位濒危人员并将他们转移到安全的地方,同时对响应者的风险尽可能小的行动。在那里,对受害者的救援一直持续到完成或确定没有幸存者或对响应者的风险太大。工业火灾可能相当危险,这取决于结构占用,即内容、过程和内部人员。在较大的火灾中,水可以从安全的距离使用,这些火灾已经超出了原始设备或原始区域,或者威胁到附近的暴露; 然而, 消防科学界很少研究确定 “安全” 距离。

灭火和保护系统。每个 ESS 安装都受到现有企业社会责任应用的指导,这可能无法反映使用中的独特和多样的化学物质。灭火剂的选择应基于特定材料的功效和现场所需数量,基于适当和有代表性的测试,并与风险经理、消防工程师和其他人协商进行, 以及与现有规范和标准的一致性。例如,非卤化惰性气体放电系统可能不适合热不稳定的氧化物化学,因为它们在加热过程中产生氧化物,这可能导致在缺氧的大气中燃烧。一些有管辖权的当局 (AHJs) 强加的通风要求可能不利于这些气体抑制剂的功效。同样地,在类似化学物质的大规模商品储存中,水基洒水系统可能无法有效散热。因此,需要额外的研究来提供数据,以此来为占有和商品选择合适的代理,并建立反映化学种类及其燃烧状况的标准。

目前用于消防喷淋装置设计的商品分类系统 (NFPA 13-自动喷淋装置安装标准) 没有锂或流动电池的分类。这是有问题的,因为根据所涉及的化学物质,火灾危险可能会明显更高,并且可能会导致消防喷头覆盖无效或不准确。此外,电解质的热分解可能产生易燃气体,存在爆炸风险。

存储能量的验证和控制。火灾、地震或重大机械损坏导致的严重储能系统损坏可能需要完全放电或化学反应的中和,以促进部件的安全处理。尽管目前光伏发电的部署超过了 ESS,但仍然缺乏明确的响应程序来消除该领域分布式光伏发电的能量。消防员通常依靠当地公用事业来确保设施的供应方电力。

在小型住宅或商业光伏的情况下,该设施无法提供帮助,因为该系统位于仪表的所有者一侧,这给确保 600Vdc 屋顶阵列带来了问题。识别负责安装的光伏集成商可能是不可能的,其他安装者可能会犹豫是否对他们没有安装的系统承担任何责任。这为 PV 损坏的结构的安全彻底检修留下了真空。类似地,ESS 面临着援助资源不明确的复杂性,以及许多急救人员无法明智地核实 ESS 被释放或失去能量。

事件后响应和恢复。热损伤,斯洛文尼亚就业服务局的化学反应和部分消防界带来了独特的挑战,业主,保险公司。例如在全面测试的电动车电池起火,消防,需要更多的水比预期的,和更多的一些案件。此外,确认完全扑灭火势很难因为控制外壳电动车的电池损坏的细胞内,可以掩盖持续热反应。指数的测试之一,公司,一个电池后引发的大规模消防测试几个月时间后失效; 在另一起案件中, 电动车的经历之后重新点火月周后碰撞检测

与能源储存设施的选址、建设、开发、运营和电网整合相关的政府审批和许可可能对任何能源储存技术的及时和经济有效的实施构成重大障碍。获得这些批准和许可的过程可能很难驾驭,尤其是对于环境、健康、机构或公众可能没有很好地记录或理解安全影响。

参考文献

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Deign,J.2019。随着储能为巨大增长做准备,安全问题依然存在。最近的电池厂大火和氢站爆炸再次引发了对储能技术安全性的质疑。Greentechmedia.com

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莫格,T.2019。电池组怀疑是最近维珍大西洋航空公司飞机起火的原因。Digitaltrends.com

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全球石油发现远未与消费持平

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前言。根据彭博社 (2016),2015年的石油发现是自 1947年以来最低的,全球仅发现 27亿桶常规石油 (尽管 Rystad 的计算不同,为 5.6 桶, 几乎是两倍)。由于世界在 2019年每年燃烧 365亿桶石油,我们甚至还没有接近收支平衡。

Rystad Energy (2019) 中的“随着专业领域占据更大份额,全球发现也在增加”估计石油当量的桶,包括常规石油和天然气。由于石油是使天然气、运输和所有其他商品和活动成为可能的主要资源, 我把第二个数字作为英国央行石油的百分比,来得出发现了多少常规石油。它远远低于我们消耗的 365亿桶。食品储藏室正在清空,也许随着我们的石油消费量继续以每年 1% 的速度增长,并没有把任何东西放回货架上,石油峰值日期会及时向前推进。峰值需求?哈!直到我们被迫削减石油短缺。

2013 50:50 174亿 BOE87亿 BOE 油短缺:278亿 BOE
2014 54: 46 160亿 BOE7.4亿宝油短缺:291亿 BOE
2015 61: 39 144亿 BOE5.6亿宝油短缺:309亿 BOE
2016 57: 43 84亿 BOE3.6亿宝油短缺:329亿 BOE
2017 40: 60 103亿 BOE6.2亿宝油短缺:303亿 BOE
2018 46: 54 91亿 BOE4.9亿宝油短缺:316亿 BOE

这不包括压裂油,但国际能源署预计从现在到 2023年将达到峰值。

它的意思是在生活还好的时候享受生活,在你在的时候储存你的餐具室。

爱丽丝 · 弗里德曼Www.www.apreswear.com的作者,当卡车停止行驶时: 能源和运输的未来,2015,施普林格和“嘎吱嘎吱!全麦手工片和饼干”。播客:实际准备,KunstlerCast 253,KunstlerCast278,高峰繁荣,XX2 报告

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麦可,H.2016年8月29日.石油发现处于 70 年来的低信号供应短缺。彭博。

2016 图仅显示了截至 8月的勘探结果。1947年发现的石油只有 2.3亿桶,但第二年加瓦尔在沙特阿拉伯被发现时,石油产量飙升,至今仍是世界上最大的油田。资料来源: 伍德 · 麦肯齐

2016 图仅显示了截至 8月的勘探结果。1947年发现的石油只有 2.3亿桶,但第二年在沙特阿拉伯发现加瓦尔时,石油产量猛增,它仍然是世界上最大的油田, 尽管最近得知 Ghawar 正以每年 3.5% 的速度下降。资料来源: 伍德 · 麦肯齐

探险者们在 2015年才发现大约有十分之一的石油,他们平均每年自 1960年。今年,他们可能会发现更少,刺激新的担忧自己的能力,以满足未来的需求。

自两年前油价暴跌以来,油价下跌了一半以上,钻井公司已经削减了勘探预算。结果是: 根据爱丁堡咨询公司 Wood Mackenzie Ltd 的数据,2015年只发现了 27亿桶新供应量,这是自 1947年以来的最小供应量今年,截至上月底,钻井公司只发现了 7.36亿桶常规原油。

当美国能源信息管理局估计全球石油需求将从今年的每天 9480万桶增长到 2026年的 1.053亿桶时,这是该行业的一个担忧。尽管美国页岩气的繁荣有可能弥补这一差异,但锁定在每桶 50 美元以下的价格已经削弱了那里的任何实质性增长。十年后,这将有 “推高油价的巨大潜力”。鉴于目前整个行业的投资水平和现有领域的下降率,到 2040 年可能会出现一个 “显著” 的供应缺口。

荷兰皇家壳牌公司首席执行官本 · 范 · 布尔登在挪威会议的一次小组讨论中表示,石油公司每年需要投资约 1万亿美元来继续满足需求。他认为需求增加了 100万,达到每天 150万桶,每年约有 5% 的供应因自然下降而减少。

与此同时,奥斯陆咨询公司 Rystad Energy AS 的高级项目经理尼尔斯-亨里克 · 比约斯特罗姆说,常规钻井的新发现 “在海底”。“这肯定会对石油和天然气供应,尤其是石油产生巨大影响。

俄罗斯和欧佩克的全速生产提振了全球库存,尽管油价下跌,但它们在捍卫市场份额的同时,向世界注入了大量石油。但是 Bjurstroem 说,最早在 2025 将会感受到多年的投资不足。他说,生产商将替换今年消耗的 20 桶中的 1 桶多一点。

伍德麦肯齐 (Wood Mackenzie) 的数据显示,截至 8月,共钻了 209 口井,低于 2015年的 680 口和 2014年的 1,167 口。相比之下,1960年的年平均数据为 1,500。

总体来说就常规资源而言,该行业为抵消泵油量而增加的新石油比例从 2013年的 30% 下降到今年仅 6% 的储备替代率, bjurstroem 预测,其中不包括页岩油和天然气。埃克森美孚公司在 2月表示,betway88官方下载失败通过 22 年来首次用新发现或收购增加资源来替换至少 100% 的产量。

“这是一件可怕的事情,因为说真的,今天没有勘探在进行,” 海上钻井公司 Seadrill 有限公司的首席执行官 Per Wullf 在电话中说。

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基于可持续发展的科学家们在 21世纪将去哪里

前言。下面的文章是基于 Hall & Day 的书《美国最可持续发展的城市和地区: 生存的 21世纪大趋势》。

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爱丽丝 · 弗里德曼Www.www.apreswear.com的作者,当卡车停止行驶时: 能源和运输的未来,2015,斯普林格,制造藻类生物燃料的障碍,和“嘎吱嘎吱!全麦手工片和饼干”。播客:德里克 · 詹森,实际准备,KunstlerCast 253,KunstlerCast278,高峰繁荣,XX2 报告

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Day,J.W.等。2013年10月。可持续性和地点: 新兴的大趋势 21世纪会影响人类和自然景观的水平生态工程。

五位科学家写了一篇同行评议的文章,内容是关于当你考虑气候变化时,一个地区的可持续发展程度, 能源储备、人口、海平面上升、越来越强的飓风和其他因素。其中三位科学家,约翰 · W · 戴、大卫 · 皮门特尔和查尔斯 · 霍尔,是生态学中的 “摇滚明星”。betway88体育官网网址

以下是我感兴趣的 16 页论文的一些摘录 (选择上面的标题查看完整的原始论文)。

最好去的地方

2013 年好去处最环保越绿越好 -- 除非人太多 (圆圈表示大城市)。修改自美国环保局(2013)

2013 天哪里最好现在表现不佳

移动到表现不佳的区域(和远离巨型区域): 许多自然资源丰富的地区往往贫困率很高,可能是由于 “资源诅咒”,通常在国际上适用于化石燃料、农业、林业和渔业丰富的国家, 但是经济贫困,社会阶层分层。我们认为这一概念可以适用于国家。你可以在上面看到,大多数表现不佳的县是农村地区。这些地区在过去 30 年里,在人口、就业和工资方面跟不上国家的趋势。请注意,除了大湖区之外,表现不佳的区域不在 11 大湖区之内。这些表现不佳的地区通常拥有较高的自然资源和农业产量。

最糟糕的地方

最糟糕的地方

21世纪,美国的几个地区将会危及可持续性。这些包括大平原南部、西南部、加利福尼亚的南半部、海湾和大西洋海岸,尤其是路易斯安那州南部和佛罗里达州南部, 以及人口密集的地区,如南佛罗里达和东北部。

2013 天不在大加雷斯的哪里

[我的评论: 你也应该考虑森林将在你的地区持续多久,人们将燃烧它们来做饭和加热他们的家,并最终制作家具、房子、地板、勺子和数百个其他物品,如所示FoxFire 系列。1920年有 9200万人,仅占我们现在人口的 29%。专注于细节,查看佛蒙特州发生的事情]

原始森林生长 1620 1850 1920

避开大型区域。

未来趋势

能源短缺、气候变化、人口和许多其他因素的趋势可能会降低人类所依betway88体育官网网址赖的景观的可持续性,在一些地方, 因为材料和能量既有限又分布不均。

工业农业是非常能源密集型的: 占美国总能源使用的 19%

其中 14% 是农业生产、食品加工和包装,5% 用于运输和准备。

  • 每个美国人每年使用 528 加仑的石油等价物来供应食物,或者为 1690亿名美国人使用 3.2亿加仑。
  • 生产 33% 英亩农作物所需的大约 2.5 的能源投资于机器操作。
  • 平均来说,将近 10 卡路里的能量被用来制作 1 卡路里的可食用食物。
  • 耕地提供了全球 99.7% 的人类食物供应 (以卡路里衡量),不到 1% 来自海洋。
  • 全球人均耕地面积为 1.25 英亩,牧场面积为英亩。
  • 美国和欧洲使用 1.25 英亩农田和 2 英亩牧场
  • 农作物用地现在占据了美国土地总面积的 17%,但是几乎没有额外的土地可用,甚至适合未来的农业扩张
  • 随着美国人口的增长、气候影响的增长和能源资源的减少,人均耕地面积将会减少
  • 美国生产的食物中有很大一部分是灌溉的,并且位于缺水加剧的地区

农业用地

  • 1950: 1,250,000,000 英亩
  • 2000: 943,000,000 英亩-比 1950年下降 21.5%

.万亩 (耕地分布不均匀)

  • 508,000,000 北达科他州、内布拉斯加州、堪萨斯州、俄克拉荷马州、得克萨斯州、新墨西哥州、科罗拉多州、蒙大拿州、怀俄明州
  • 135,700,000 俄亥俄州、印第安纳州、伊利诺伊州、威斯康星州、明尼苏达州、爱荷华州、密苏里州
  • 27,800,000 加利福尼亚 (美国 50% 的蔬菜、水果和坚果

农作物需要大量的水。有些人每生产 265 种作物 (干物质) 就使用 530 到 2.2镑加仑的水。玉米每公顷需要 1000万升,大豆 600万升/公顷,产量为 3.0 吨/公顷。小麦只需要大约 240万升/公顷就能获得 2.7 吨/公顷的产量。在半干旱条件下,非灌溉作物,如玉米,产量很低 (1.0 吨/公顷至 2.5 吨/公顷),即使施用了大量肥料。在美国,大约 40% 的用水量仅用于灌溉。减少美国对灌溉的依赖将节省大量能源,但可能需要作物生产从干旱的西部地区转移到更适合农业的美国东部

为什么城市会是不好的地方

最依赖廉价能源的城市将受到最大影响 (尤其是西南部和南部大平原)

美国人口从 390万的 1790 稳步增长到 3.1亿的近 2010年 (仅在 8,000% 内就增长了近 220,指数增长率接近 2%)。生活也变得越来越城市化,到 2010年,2.59亿人或 83% 人生活在城市地区,而农村地区为 5600万人。

大型城市的维护需要大量持续的能源和材料投入。现代工业社会和现代城市本质上是不可持续的。

一些人认为大城市地区比农村地区更节能 (Dodman,2009)。但是弗拉基亚斯 (2013) 研究了城市规模和温室气体排放之间的关系,发现美国城市的排放规模与城市人口规模成比例,较大的城市并不比较小的城市更有效。在对世界 25 个最大城市地区的能源和物质流动的回顾中,德克尔 (2000) 还得出结论认为,大城市地区在能源和物质投入方面对当地环境的依赖很弱,但在供水和吸收废物方面受到当地地区的限制。里斯认为,如果城市要在未来保持可持续性,它们必须重新平衡生产和消费,放弃增长,重新本地化。21世纪大趋势的轨迹将使美国所有大城市地区难以做到这一点,对一些人来说也是不可能的

据估计,到 2025,1.65亿人,即大约一半的人口,将生活在 4 个大区域; 东北部、五大湖、南加州和旧金山湾地区。另外 4500万人将居住在南佛罗里达和休斯顿-达拉斯地区。用食物、能源和其他材料支撑这些大区域的补给线在整个景观中延伸很远。依赖更长的能源密集型供应线的地区很容易受到运输能源成本上升的影响N.

城市地区的经济,尤其是目前基于人力、金融和信息服务部门的最成功的经济,在很大程度上依赖于可自由支配收入的支出, 预计将在 21世纪大幅下降。

最佳居住城市

但是许多城市已经失去了人口,尤其是那些在 20世纪以制造业为基础的城市。。密歇根州底特律和弗林特,经常被引用作为例子,但也有许多其他的例子。1950 到 2000 之间,圣路易斯失去了 59% 的人口。匹兹堡、布法罗、底特律和克利夫兰每个损失超过 45%。许多经历过人口减少的锈带城市可能比东北和其他地区更 “成功” 的城市更可持续。他们现在的人口密度较低,而且往往存在于富裕的农业区。事实上,在一些人口减少的城市,废弃的土地正被用于粮食生产。

最糟糕的居住城市

相比之下,东北部是该国人口最稠密的地区。预计到 2025年,人口将达到近 6000万。组成该地区的各州拥有约 3400万英亩农田或每人约 0.2 公顷。相比之下,在美国,提供消费的食物需要人均 1.2 公顷如果由于能源成本的增加,农业变得像一些人预测的那样更加本地化和低效,那么维持东北地区目前的食物供应将是一个挑战

最不可持续区域很可能是西南这个国家的一部分加利福尼亚南部平原。气betway88体育官网网址候变化已经影响了这个地区,预计会变得更热更干燥。预计冬季降水将更多的降雨和更少的雪。这些趋势将导致人类直接消费和农业用水减少。这是至关重要的,因为该地区几乎所有的农业都是灌溉的。的西南地区的生态系统服务水平是美国最低的。。加州是美国人口最多的国家中,与大多数人居住在南部的州,该区域最高的水压力。洛杉矶地铁区是全国第二大。但在许多地区的人口密度较低的地区主要集中在大城市如拉斯维加斯,凤凰,阿尔伯克基。加州是美国最重要的食品生产州之一,但这将受到水资源短缺和能源成本上升的威胁。。该地区的大部分地区强烈依赖旅游业和可自由支配的收入,尤其是拉斯维加斯,因此未来几十年的经济健康状况可能会受到损害。许多经济依赖旅游业的城市和地区将会损害可持续性。

能源匮乏

世界石油产量在 2005年达到顶峰,此后一直处于平稳状态。

1960年前发现的 400 个巨大油田提供了世界石油的 80%。

页岩油和天然气具有很高的枯竭率,并且非常规储量的产量,如加拿大和委内瑞拉的焦油砂,极不可能被扩大到足以抵消传统的递减率。

社会依赖于能源开采部门提供的剩余能源来获得物质和能源吞吐量,从而实现经济增长和生产力。随着提取和生产能源变得越来越昂贵,否则可能会花在其他经济部门的更多的钱和能源必须花在能源部门,减少实际增长(我的评论: 这意味着工作减少,贫困增加)

美国向一个不那么依赖石油、更可持续的社会的过渡还有几十年。

由于如此多的经济依赖于廉价石油的广泛供应来生产和分销商品, 石油峰值的出现和社会可用净能源的下降对整体社会福祉有着深远的影响 (我的评论:这是今年的轻描淡写 -- 这意味着极端的社会动荡,因为饥饿和缺乏石油或天然气来取暖和做饭,等等)

正如石油时代的前半部分包括不断增加的产量, 石油时代的后半部分将包括一个巨大的消耗速度,不能被新发现或低 EROI 替代品抵消。

文章中区域的描述

  • 受影响最严重的地区: 西南部,包括加利福尼亚和大平原南部的大部分地区。在人口增长的同时,所有这些地区的水将会越来越少。
  • 淡水供应减少: 大平原南部,西南部 (米德湖有 50% 的机会在 20 年内干涸)
  • 美国的东半部: 丰富的自然资源,但避开大型区域
  • 贫瘠的土壤: 西南
  • 最严重的气候变化影betway88体育官网网址响: 西南
  • 最干旱、最热、最极端的干旱和洪水: 西南
  • 大多数树木死亡,超级森林火灾,物种丧失,灰尘: 西南
  • 雪融化得太快: 西海岸 -- 作物较少,尤其是加利福尼亚,它种植了美国 1/3 的食物
  • 洪水: 由于未来更强烈的风暴,密西西比盆地
  • 海平面上升: 沿海地区
  • 更强的飓风: 海湾和大西洋海岸来自变暖的海洋地表水。飓风预计也会变得更加频繁。
  • 飓风激增: 海湾和大西洋沿岸,新奥尔良受到最严重的威胁
  • 密西西比河三角洲: 河流资源可以用来重建和恢复该地区丰富的自然系统
  • 能源短缺将影响世界各地的每个人
  • 少雨: 大平原
  • 奥加拉拉含水层枯竭: 大平原 (能源短缺将增加抽水的成本和困难)

好区域

  • 高降雨量和初级生产: 东部各州
  • 高生态系统服务: 河谷和沿海地区
  • 河口、沼泽、洪泛平原
  • 温暖潮湿的气候: 比寒冷的气候高初级生产力

还有很多,我特别喜欢第 6-9 页的当前经济范式 (即永远增长) 的攻击。

此外,文章中引用的许多论文都是很好的读物,本文没有完全涵盖重要细节。

我个人认为,随着政府将资源和补给线集中在人口密度最高的地方,城市在危机爆发的几年里可能是好事。农村地区的加油站将首先关闭,这将使一些地方突然自力更生。但是在某个时候,整个系统就像一座火山爆发,石油冲击、生锈的石油和天然气基础设施崩溃 (尤其是炼油厂) 、自然灾害、像 (网络) 战争这样的黑天鹅, 电网瘫痪一年或更长时间,核战争冬天在世界任何地方爆发,来自太阳耀斑或核爆炸的电磁脉冲,饥饿和随之而来的社会动荡,以及衰退、崩溃和 “快速崩溃” 类别的其他因素。这将使城市成为最糟糕的地方。最好现在搬到表现不佳的地区,因为要成为另一个社区的一员并学习必要的技能需要数年时间。必威app精装

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微生物是气候变化的关键因素betway88体育官网网址

前言。IPCC 和经济学家一样,假设我们的经济和化石燃料的燃烧将呈指数级增长,直到 2100 及以后,没有增长的限制。但是传统石油达到了顶峰,并且自 2005年以来一直处于稳定状态,因此全球石油产量的峰值清晰可见。除了气候变化之外,高峰土壤、含水层枯竭、生物多样性破坏和森林砍伐也是几个存在的威胁。betway88体育官网网址

对 IPCC 模型中微生物缺乏关注进一步削弱了他们对气候变化轨迹的预测。正如这篇文章所指出的,硅藻是我们的朋友,它们 “占海洋初级生产总量的 25-45%,因为它们在浮游植物总生物量最大的公海地区很普遍。betway88体育官网网址与其他浮游植物群体相比,硅藻具有相对较高的下沉速度,它们占向部门出口的颗粒碳的 40%H ”。

硅藻直到 4000万年前才出现,并且吸收了如此多的碳,以至于它们导致两极形成冰盖。因此,科学家们当然应该研究他们的数量是在减少还是在增加。但是 IPCC 也需要在他们的模型中包括硅藻和其他微生物。这是他们没有的一件大事,因为微生物支持所有高等生命形式的存在。

爱丽丝 · 弗里德曼Www.www.apreswear.com的作者,当卡车停止行驶时: 能源和运输的未来,2015,施普林格和“嘎吱嘎吱!全麦手工片和饼干”。播客:德里克 · 詹森,实际准备,KunstlerCast 253,KunstlerCast278,高峰繁荣,XX2 报告

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新南威尔士大学。2019。专家警告说,将微生物排除在气候变化对话之外会有重大后果。科学日报。betway88体育官网网址

原始文章: Cavicchioli,R.,等。2019。科学家对人类的警告: 微生物和气候变化betway88体育官网网址。自然评论微生物学。

来自 9 个国家的 30 多名微生物学家向人类发出了警告 -- 他们呼吁世界在应对气候变化时不要忽视地球生物多样性和生态系统中 “看不见的多数”。betway88体育官网网址

研究人员希望提高人们对微生物如何影响气候变化以及它们将如何受到气候变化影响的认识 -- 呼吁将微生物纳入气候变化研究betway88体育官网网址,增加涉及创新技术的研究的使用,并改善课堂教育。

“微生物,包括细菌和病毒,是你在保护网站上看不到的生命形式,” 卡维奇奥利教授说。“它们支持所有高等生命形式的存在,对调节气候变化至关重要。"然而,它们很少是气候变化研究的焦点,也不在政策制定中考虑."betway88体育官网网址

卡维奇奥利教授称微生物是地球上 “看不见的大多数” 生命形式,在动物和人类健康、农业、全球食物网和工业中发挥关键作用。

例如,海洋生物普查估计,海洋总生物量的 90% 是微生物。在我们的海洋中,被称为浮游植物的海洋生物从太阳中获取光能,并像植物一样从大气中去除二氧化碳。微小的浮游植物形成了海洋食物网的开端,喂养磷虾种群,然后喂养鱼、海鸟和大型哺乳动物,如鲸鱼。

尽管海洋浮游植物仅占全球植物生物量的 1% 左右,但它们完成了全球一半的光合 CO2 固定和一半的产氧。与陆地植物相比,海洋浮游植物分布在更大的表面积上,受到较少的季节性变化的影响,其周转率明显快于树木 (天数对数十年)。因此,浮游植物在全球范围内对气候变化反应迅速。

海冰藻类在海冰 “屋” 中茁壮成长。如果全球变暖趋势持续下去,融化的海冰会对海冰藻类产生下游影响,这意味着海洋食物网的减少。

betway88体育官网网址气候变化确实让海洋生物挨饿,”卡维奇奥利教授说。

在海洋之外,微生物对陆地环境、农业和疾病也至关重要。

在陆地环境中,微生物向大气释放一系列重要的温室气体 (二氧化碳、甲烷和一氧化二氮),气候变化导致这些气体的排放增加betway88体育官网网址,”Cavicchioli 教授说。

“养殖反刍动物会从它们瘤胃中的微生物中释放出大量甲烷 -- 所以关于全球农业实践的决定需要考虑这些后果。

“最后,气候变化加剧了病原betway88体育官网网址微生物对动物 (包括人类) 和植物的影响 -- 这是因为气候变化给本土生活带来压力,使得病原体更容易致病。

“betway88体育官网网址气候变化也扩大了携带病原体的媒介 (如蚊子) 的数量和地理范围。最终结果是疾病传播的增加,以及对全球粮食供应的严重威胁。"

需要对微生物研究做出更大的承诺

科学家们在声明中呼吁研究人员、机构和政府致力于加强对微生物的认识,以减缓气候变化。betway88体育官网网址

Cavicchioli 教授说: “声明强调需要调查微生物对气候变化的反应,并在制定政策和管理决策时包括基于微生物的研究。”。betway88体育官网网址

此外,将生物过程与全球地球物betway88体育官网网址理和气候过程联系起来的气候变化研究应该更加关注微生物过程。

这触及了气候变化的核心,所以如果微生物没有得到有效考betway88体育官网网址虑,这意味着模型不能正确生成,预测可能不准确,”卡维奇奥利教授说。

“现在做出的决定会影响人类和其他生命形式,所以如果你不考虑微生物世界,你就错过了等式中的一个非常大的组成部分。”

Cavicchioli 教授说,微生物学家也在开发资源,这些资源将提供给教师,以教育学生微生物的重要性。

“如果有这种素养,那就意味着人们将有更好的能力参与与微生物学有关的事情,并理解微生物的影响和重要性。”

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