Seria: Minerit și materiale • Partea 14 din 14
Creșterea scării civilizației: jocul terawaților
Până acum în istorie: am săpat prima groapă curată și am transformat-o într-un lac. Am învățat rocile să "mărturisească", am imprimat lumina soarelui, am topit fără fum, am mutat munții cu baterii, am transportat produse, nu sol, am făcut lumină din nisip, am asamblat fabrici ca lego, am construit obiecte până la supercomputere, am închis toate buclele și am proiectat orașe care își iubesc lacurile. Acum ne retragem: câți terawați putem construi — liniștit, rapid, frumos?
Sarcina de astăzi
Definește teravatul prin atomi, pământ, nave, echipe și săptămâni — nu prin sloganuri.
Publică scenarii pre-calculate pentru PV, stocare, oțel, sticlă, cupru și sarcini de calcul.
Arată matematica clonării: fabrici care construiesc fabrici, până când soarele devine combustibilul implicit.
Ce înseamnă teravatul (și de ce vom construi multe)
Fișa tehnică teravat (accent PV)
| Cantitate | Importanța planificării | Observații |
|---|---|---|
| Energie anuală / TWp | ~1,6–2,0 PWh/an | Depinde de climă și înclinare |
| Putere medie | ~180–230 GW | Din energie ÷ 8 760 h |
| 12 h acumulare pereche | ~2,2–2,8 TWh | Medie GW × 12 |
| Suprafață (montată pe sol) | ~16–22 mii km² | 1,6–2,2 ha/MW |
| Masa modulelor PV | ~45–60 Mt | ~45–60 t/MW |
Intervalele ne „leagă de pământ" la diferite latitudini, cu urmăritori și decizii BOS.
Un „de ce" simplu
- Electroni ≫ combustibil: preferăm să mutăm fire decât munți.
- Căldură curată: cuptoarele și instalațiile de ardere ascultă electricitatea (părțile 4–6, 9).
- Sarcină predictibilă: calculul și fabricile oferă o sarcină de bază stabilă, preferată de stocare (părțile 10–12).
Matematica clonării — fabrici care construiesc fabrici
Sămânță → bulgăre de zăpadă (fabrici PV, după 1 GW/an)
| Punct calendaristic | Fabrici funcționale | Capacitate PV/an | Notă |
|---|---|---|---|
| 0 luni | 1 | 1 GW/an | Fabrica de semințe (partea 3) |
| 12 luni | 4 | 4 GW/an | Primele clone (10 părți) |
| 24 luni | 16 | 16 GW/an | Ritmul „bulgărelui de zăpadă” |
| 36 luni | 36–64 | 36–64 GW/an | Limitat de echipe și poduri |
| 60 luni | 150–250 | 150–250 GW/an | Clustere regionale active |
Creșterea este limitată de oameni/poduri, nu de imaginație; calitatea rămâne plictisitor de înaltă.
Bugetul setului de clone (pentru o fabrică PV de 1 GW/an)
| POD | Cantitate | Încărcare medie | Suprafața corpului |
|---|---|---|---|
| Power PP‑20 | 3 | ~60 MW | — |
| Water WP‑500 | 2 | — | ~180 m² fiecare |
| Heat HP‑20 | 1 | — | ~400 m² |
| Poduri de linii | 12 | — | ~1 200 m² fiecare |
| Controlere + oameni | 1 + 3 | — | QA + laboratoare |
Este aceeași gramatică „lego” pe care am folosit-o în întreaga serie (partea 10).
Cum să eviți scăderea calității când scara este mare?
Podurile transportă abilități; platformele — beton. Fiecare pod este verificat în atelierul de semințe, cu număr de serie, scanat după instalare și lansat conform scenariului. Am scalat partea plictisitoare — listele de verificare, nu riscul.
Atomi pentru un teravat (ce mutăm și topim de fapt)
Echipament PV pentru un TWp (montat pe sol)
| Element | Pe MW | Pe TW | Observații |
|---|---|---|---|
| Module (masă) | ~45–60 t | ~45–60 Mt | Sticlă + cadru (9 părți) |
| Oțel/Al pentru fixare | ~60–100 t | ~60–100 Mt | Oțel zincat + șine Al |
| Cupru (Cu) | ~1,2–2,0 t | ~1,2–2,0 Mt | De la corzi la invertor |
| Suprafața sticlei | ~5 000 m² | ~5 000 km² | Conținut scăzut de fier (9 părți) |
| Suprafață | 1,6–2,2 ha | 16–22 mii km² | Urmăritori, spații |
Sumele unui singur TW distribuite pe regiuni și ani; transportăm forme (8 părți), nu solul.
Fabriciile care vor aproviziona acel TW
| Linie / colț | Capacitate unitate | Unități 1 TW | Observații |
|---|---|---|---|
| Colț de sticlă solară | ~1 Mt/an | ~45–60 | Pentru module și fațade |
| Mini-morți (oțel) | ~1 Mt/an | ~60–100 | Profile + bandă (5 părți) |
| Fabrică de extrudare Al | ~0,2 Mt/an | ~100–200 | Șine, cadre |
| Rafinarea cuprului/EW | ~0,5 Mt/an | ~3–5 | Pentru șine, cabluri |
| Fabrici PV | ~1 GW/an | ~1 000 | Sau 200 de clustere câte 5 GW/an |
Aceste unități — poduri deghizate (partea 10). Vom multiplica calm, nu haotic.
„Nu e prea mult oțel și sticlă?“
Da — de aceea le fabricăm cu electroni (părțile 4–6, 9). Mini‑mori modulare și linii de sticlă create special pentru această muncă, alimentate cu PV pe care deja l-am produs (partea 3).
Pământ, apă și vecini (locuri pentru păsări și jocuri)
„Matematica" terenului (context, nu scuze)
- Per TW: ~16–22 mii km² de pajiști PV.
- Procentul global al uscatului: ~0,01–0,02 % (mărime orientativă).
- Utilitate dublă: câmpuri PV ca pajiști, pășuni, coridoare pentru polenizatori (partea 13).
Apă și lacuri
- Contururi procesuale: 85–95 % reutilizare în fabrici (partea 12).
- Lacuri: amortizoare sezoniere + poteci + habitate (partea 13).
- Ploi: bioslene + terenuri umede lângă lac.
Stocare și stabilitate (lumina „politicos" nu se stinge)
Regulile pe care chiar le respectăm
- PV‑min (MWp) ≈ Medie MW × 5,14 (5,5 PSH, 85 % DC→AC) — vezi părțile 3, 10–12.
- Stocare (MWh) ≈ 12 h × Medie MW pentru operațiuni line.
- Dimensiune excesivă: 1,5–2,0× PV pentru a împărți cu vecinii și a scurta ciclurile de clonare (partea 10).
Perechi exemplu (calculat în prealabil)
| Dimensiune PV | Putere medie | Stocare 12 h | Unde se potrivește |
|---|---|---|---|
| 1 TWp | ~180–230 GW | ~2,2–2,8 TWh | Rețea regională |
| 100 GWp | ~18–23 GW | ~220–280 GWh | Nod național |
| 10 GWp | ~1,8–2,3 GW | ~22–28 GWh | Mega‑campus + oraș |
Stocarea poate fi baterie, termică, hidroacumulare sau pachete de parc (flotă) (partea 7). Alegem amestecul cel mai liniștit.
De ce calculele facilitează stocarea?
Rafturile funcționează 24/7 la putere constantă (partea 11). Acea cerere stabilă permite PV + stocare să funcționeze predictibil; căldura reziduală încălzește blocurile și casele (părțile 9, 12–13). Rețea mai liniștită — rețea mai ieftină.
Transport și fluxuri (mutăm forme, nu munți)
TEU și cale ferată (verificări de bun simț)
| Set | Peste 100 MWp | Peste 1 TWp | Observații |
|---|---|---|---|
| Kit solar | ~1 000–1 600 TEU | ~10–16 mln. TEU | Distribuit pe regiuni |
| Oțel feroviar | ~6 kt / 50 km | Scală cu coridoare | Electrificat (partea 8) |
| Module | Transportate pe distanțe scurte | Finisare locală | Construim lângă cerere |
Evităm caravanele globale de module clonând fabricile (partea 10). Atomii rămân aproape de destinația lor.
Camioane, cale ferată, cablu
- Mega furgonuri (200 t): pachete de 3–5 MWh, pentru vârfuri — volant (7 părți).
- „Coloana vertebrală“ feroviară: pentru planificare 0,04 kWh/t-km (8 părți).
- Conveioare/cablu: unde drumurile nu merită (8 părți).
Echipe și instruiri (muncă cu mâini curate)
Oameni pentru un clon (tipic)
- Fabrica PV 1 GW/an: ~300–500 FTE
- Linia de sticlă: ~250–400 FTE
- Mini-morin 1 Mt/an: ~600–900 FTE
- Sala de calcul 20 MW: ~80–150 FTE + suport
„Coloana vertebrală“ a instruirii
- Fiecare campus trimite mai întâi Podul de Oameni: siguranță, clinică, clasă (10 părți).
- Gemeni digitali ai liniilor; antrenamente cu oțel virtual înainte de oțelul fierbinte.
- Practici legate de poduri: electricieni, încărcători, controlori, QA.
Mai multe direcții (2, 5, 10 ani — alegeți ritmul)
Doi ani „Spyris“
- Clonarea PV până la ~16 GW/an (de la 1 GW sămânță).
- Construiți 4–8 linii de sticlă, 4–8 mini-morți.
- Instalați 5–10 GWp În pășuni și orașe PV.
- Începeți 2–3 orașe lacustre (partea 13).
„Gardelă“ de cinci ani
- Capacitate PV de 150–250 GW/an în trei regiuni.
- 20–30 de colțuri de sticlă; 20–30 de mini-morți.
- Acumulare regională până la ~0,5–1,0 TWh.
- 10–20 de orașe; primul nod de coastă.
Obiceiul de 10 ani „TW”
- ≥1 TW/an ritmul clonării PV pe continente.
- Cheltuielile pentru sticlă și oțel sunt aliniate cu cererea PV.
- Sălile de calcul încălzesc cartiere întregi (partea 11).
- Buclă campusului este atât de plictisitoare încât nu se vede (partea 12).
„Este doar o curbă pe slide?“
Nu: fiecare cifră aici se bazează pe poduri și fabrici pe care le-am planificat deja — linii PV (partea 3), cuptoare (părțile 4–6), logistică (partea 8), sticlă (partea 9), kituri de clonare (partea 10). Este un plan de construcție, nu o stare de spirit.
Scenarii globale calculate în avans
Scenariul A — 1 TWp/dezvoltare pe an 10 ani
| Indicator | Valoare | Observații |
|---|---|---|
| PV adăugat (10 m.) | 10 TWp | Ritm constant |
| Energie anuală @ 1,7 PWh/TW | ~17 PWh/pe an | Când este instalat |
| Stocare cuplată 12 h | ~22–28 TWh | Cu efect complet |
| Oțel pentru fixări | ~600–1 000 Mt | Pe parcursul deceniului |
| Sticlă | ~450–600 Mt | Doar pentru sticla modulului |
| Păianjen | ~12–20 Mt | De la mase la invertoare |
Aceste volume pe deceniu necesită zeci de colțuri de sticlă și mini-morțișoare — exact setul nostru (5, 9 părți).
Scenariul B — 5 TWp/an „spurt" (5–10 ani)
| Indicator | Valoare | Observații |
|---|---|---|
| PV adăugat (5 ani) | 25 TWp | Febra clonării |
| Energie anuală @ 1,7 PWh/TW | ~42,5 PWh/an | Doar din spurt |
| Stocare cuplată 12 h | ~55–70 TWh | Distribuit pe regiuni |
| Suprafața pajiștilor PV | ~0,4–0,55 mil. km² | Dublă destinație |
„Spurtului" îi trebuie un lanț de aprovizionare matur pentru poduri și echipe regionale instruite (10 parte).
Scenariul C — Gard echilibrat (industrie electrică + orașe)
Să presupunem că regiunea atinge 500 GWp PV, axa industriei — 5 mini-morți de oțel, 5 linii de sticlă, 2 săli de calcul.
| Poziție | Importanța planificării | Comentariu |
|---|---|---|
| Putere medie | ~90–115 GW | Din PV |
| Stocare (12 h) | ~1,1–1,4 TWh | Amestec baterii + termic |
| Producția de oțel | ~5 Mt/an | Profile/benzi locale |
| Producția de sticlă | ~5 Mt/an | Module + fațadă |
| Calcul | ~40 MW | Ancoră pentru încălzire centralizată |
| Orașe lacustre | ~4–8 | Fiecare cu 5–25 mii de oameni (partea 13) |
Taiește o piesă din grila lumii. Copiază, rotește, lipește.
Întrebări frecvente
„De unde vor veni materialele — vor fi suficiente?“
În părțile anterioare am evaluat minele ca fabrici curate: minereul sortat (partea 2), topit fără fum (părțile 4–6) și transportat ca forme (partea 8). Masa echipamentului PV este dată de oțel și sticlă; ambele pot fi ușor mărite electric. Cuprul trebuie întreținut, dar cantitățile sunt în Mt cu o singură cifră per TW, gestionate prin reciclare (partea 12).
„Va deveni terenul un gât de sticlă?“
Pajiști PV cu dublă utilizare, acoperișuri, parcări, canale și terenuri abandonate „se adună“. Cu ~16–22 mii km²/TW pentru terenuri terestre, vorbim despre fracțiuni de sutimi de procent — aranjate ordonat în jurul orașelor și habitatelor (partea 13).
„Cum să păstrăm plăcut să locuiești alături?“
Mișcare electrică, linii închise, benzi transportoare acoperite, curți liniștite, iluminat cu cer întunecat, panouri publice sumare (părțile 7–9, 12–13). Proiectăm pentru păsări, jocuri și somn.
„Ce este cel mai greu?“
Oameni. De aceea, mai întâi trimitem podurile Oamenilor, reinvestim în formare și permitem podurilor să aducă competență, astfel încât echipele locale să construiască cariere fără a pleca (partea 10).
Anexă — fișe de referință, conversii și linkuri
Conversii rapide pe care ne-am bazat
| Subiect | Regula din practică | Unde a fost folosit |
|---|---|---|
| Energie PV per TWp | ~1,6–2,0 PWh/an | În toate scenariile |
| Suprafață PV | 1,6–2,2 ha/MW | Tabele de teren |
| Cuplare de stocare | 12 h × Medie MW | Tabele de stocare |
| Energie feroviară | 0,04 kWh/t‑km | Logistică (partea 8) |
| E‑camion (la fața locului) | 0,25 kWh/t‑km | Fluxuri de campus (partea 7) |
Referințe încrucișate (această serie)
- Partea 1 — Lacuri și prima groapă: amortizarea apei și parcurile viitoare.
- Partea 3 — Fabrica de semințe solare: unde începe bulgărele de zăpadă.
- Partea 4–6 — Cuptoare și metale: electroni, nu fum.
- Partea 8 — Transport: transportăm valoare, nu pământ.
- Partea 10 — Fabrici Lego: poduri și porturi.
- Partea 12 — Buclă ciclică: „deșeuri” cu muncă.
- Partea 13 — Orașe: viața în jurul lacului.
Notă finală: Nu am cerut permisiunea de la fizică — doar clarificare. Alegeți roca, sortați-o, topiți-o cu energia solară, transportați formele, asamblați părțile și promiteți lacului că vă veți întoarce cu o cale ponton. Acesta este planul. Să construim.