Серия: Добыча и материалы • 14 из 14
Увеличение масштаба цивилизации: игра в тераватты
История до сих пор: мы выкопали первую чистую яму и превратили её в озеро. Мы научили породы "признаваться", отпечатали солнечный свет, плавили без дыма, двигали горы батареями, перевозили продукты, а не грунт, делали свет из песка, собирали фабрики как lego, строили объекты вплоть до суперкомпьютеров, закрыли все циклы и спроектировали города, которые любят свои озёра. Теперь отступаем: сколько тераватт мы можем построить — спокойно, быстро, красиво?
Задача на сегодня
Определить терават через атомы, землю, корабли, команды и недели — а не лозунги.
Опубликовать заранее рассчитанные сценарии для PV, накопления, стали, стекла, меди и вычислительных нагрузок.
Показать математику клонирования: заводы, которые строят заводы, пока солнце не станет топливом по умолчанию.
Что означает терават (и почему мы построим их много)
Тераватная памятка (акцент на PV)
| Количество | Значение планирования | Примечания |
|---|---|---|
| Годовая энергия / TWп | ~1,6–2,0 ПВт·ч/год | Зависит от климата и наклона |
| Средняя мощность | ~180–230 ГВт | Из энергии ÷ 8 760 ч |
| 12 ч накопления пара | ~2,2–2,8 ТВт·ч | Сред. GW × 12 |
| Площадь (установка на земле) | ~16–22 тыс. км² | 1,6–2,2 га/МВт |
| Масса PV модулей | ~45–60 Мт | ~45–60 т/MW |
Интервалы «привязывают нас к земле» на разных широтах, с последователями и решениями BOS.
Простое «почему»
- Электроны ≫ топливо: лучше двигаем провода, чем горы.
- Чистое тепло: печи и горелки слушают электричество (части 4–6, 9).
- Предсказуемая нагрузка: расчет и заводы дают стабильную базовую нагрузку, которую любит накопление (части 10–12).
Математика клонирования — заводы, строящие заводы
Семя → снежный ком (PV заводы, после 1 GW/год)
| Календарная точка | Работающие заводы | Мощность PV/год | Примечание |
|---|---|---|---|
| 0 мес. | 1 | 1 GW/год | Завод семян (часть 3) |
| 12 мес. | 4 | 4 GW/год | Первые клоны (10 частей) |
| 24 мес. | 16 | 16 GW/год | Ритм «Снежного кома» |
| 36 мес. | 36–64 | 36–64 GW/год | Ограничивают команды и podы |
| 60 мес. | 150–250 | 150–250 GW/год | Включены региональные кластеры |
Рост ограничиваем людьми/podами, а не воображением; качество остаётся скучно высоким.
Смета набора клонов (для одной 1 GW/год PV фабрики)
| POD | Количество | Средняя нагрузка | Площадь корпуса |
|---|---|---|---|
| Power PP‑20 | 3 | ~60 МВт | — |
| Water WP‑500 | 2 | — | ~180 м² каждый |
| Heat HP‑20 | 1 | — | ~400 м² |
| Поды линий | 12 | — | ~1 200 м² каждый |
| Контроллеры + люди | 1 + 3 | — | QA + лаборатории |
Это та же «lego» грамматика, которую мы использовали во всей серии (часть 10).
Как избежать падения качества при большом масштабе?
Поды перевозят навыки; площадки — бетон. Каждый под проверен на семенном участке, с серийным номером, отсканирован после установки и запущен по сценарию. Мы масштабировали скучную часть — контрольные списки, а не риск.
Атомы на один терават (то, что мы действительно перемещаем и плавим)
PV оборудование на один TWп (устанавливается на землю)
| Элемент | На MW | На TW | Примечания |
|---|---|---|---|
| Модули (масса) | ~45–60 т | ~45–60 Мт | Стекло + рама (9 часть) |
| Сталь/алюминий для креплений | ~60–100 т | ~60–100 Мт | Оцинкованная сталь + алюминиевые рельсы |
| Паук (Cu) | ~1,2–2,0 т | ~1,2–2,0 Мт | От струн до инвертора |
| Площадь стекла | ~5 000 м² | ~5 000 км² | Низкое содержание железа (9 часть) |
| Площадь | 1,6–2,2 га | 16–22 тыс. км² | Подписчики, интервалы |
Суммы одного TW распределены по регионам и годам; перевозим формы (8 часть), а не грунт.
Заводы, которые обеспечат этот TW
| Линия / уголок | Мощность единицы | Единиц 1 TW | Примечания |
|---|---|---|---|
| Уголок солнечного стекла | ~1 Мт/год | ~45–60 | Для модулей и фасадов |
| Мини-мельницы (сталь) | ~1 Мт/год | ~60–100 | Профили + лента (5 часть) |
| Завод по экструзии алюминия | ~0,2 Мт/год | ~100–200 | Рельсы, рамы |
| Рафинирование меди/EW | ~0,5 Мт/год | ~3–5 | Для шин, кабелей |
| PV заводы | ~1 GW/год | ~1 000 | Или 200 кластеров по 5 GW/год |
Эти единицы — поды в переодевании (часть 10). Мы будем умножать спокойно, а не хаотично.
«Не слишком ли много стали и стекла?»
Да — поэтому мы их производим с электронами (части 4–6, 9). Модульные мини‑мельницы и стеклянные линии созданы именно для этой работы, питаются PV, который мы уже произвели (часть 3).
Земля, вода и соседи (места для птиц и игр)
«Математика» земли (контекст, а не оправдания)
- На 1 TW: ~16–22 тыс. км² PV лугов.
- Доля суши в мире: ~0,01–0,02 % (ориентировочный объём).
- Двойное назначение: PV поля как луга, пастбища, коридоры опылителей (часть 13).
Вода и озёра
- Процессные контуры: 85–95 % повторное использование на заводах (часть 12).
- Озёра: сезонные амортизаторы + тропы + места обитания (часть 13).
- Ливни: биослои + влажные земли перед озером.
Накопление и стабильность (свет «вежливо» не гаснет)
Правила, которым мы действительно следуем
- PV‑мин (MWp) ≈ Ср. MW × 5,14 (5,5 PSH, 85 % DC→AC) — см. части 3, 10–12.
- Накопление (MWh) ≈ 12 ч × Ср. MW для спокойных операций.
- Чрезмерный размер: 1,5–2,0× PV делиться с соседями и сокращать циклы клонирования (часть 10).
Примерные пары (предварительно рассчитаны)
| Размер PV | Средняя мощность | 12 ч накопления | Где подходит |
|---|---|---|---|
| 1 ТВтп | ~180–230 ГВт | ~2,2–2,8 ТВт·ч | Региональная сеть |
| 100 ГВтп | ~18–23 ГВт | ~220–280 ГВт·ч | Государственный узел |
| 10 ГВтп | ~1,8–2,3 ГВт | ~22–28 ГВт·ч | Мега‑кампус + город |
Накопление может быть батарейным, тепловым, гидроаккумулирующим или парковым (флотским) пакетами (часть 7). Мы выбираем самый спокойный микс.
Почему расчёт облегчает накопление?
Стеллажи работают 24/7 с постоянной мощностью (часть 11). Этот стабильный спрос позволяет PV + накоплению работать предсказуемо; выделяемое тепло согревает блоки и дома (части 9, 12–13). Более спокойная сеть — более дешевая сеть.
Транспортировка и потоки (двигаем формы, а не горы)
TEU и железная дорога (проверка здравого смысла)
| Комплект | Более 100 MWп | Более 1 TWп | Примечания |
|---|---|---|---|
| Набор солнечного хозяйства | ~1 000–1 600 TEU | ~10–16 млн. TEU | Распределено по регионам |
| Железнодорожная сталь | ~6 кт / 50 км | Масштаб с коридорами | Электрифицировано (часть 8) |
| Модули | Перевозятся на короткие расстояния | Местная «finishing» | Строим рядом со спросом |
Избегаем глобальных караванов модулей, клонируя фабрики (часть 10). Атомы остаются рядом со своим назначением.
Грузовики, железная дорога, тросы
- Мега-фургоны (200 т): 3–5 МВт·ч пакеты, для наконечников — маховик (7 часть).
- «Каркас» железной дороги: для планирования 0,04 кВт·ч/т‑км (8 часть).
- Конвейеры/тросы: там, где дороги невыгодны (8 часть).
Команды и обучение (работы чистыми руками)
Люди на один клон (типично)
- Завод PV 1 GW/год: ~300–500 FTE
- Стекольная линия: ~250–400 FTE
- Мини‑мельница 1 Mt/год: ~600–900 FTE
- Зал вычислений 20 MW: ~80–150 FTE + поддержка
«Каркас» обучения
- Каждый кампус сначала отправляет Под людей: безопасность, клиника, класс (10 частей).
- Цифровые двойники линий; тренировки с виртуальной сталью перед горячей сталью.
- Практики, связанные с подами: электрикам, грузчикам, контроллерам, QA.
Несколько ориентиров (2, 5, 10 лет — выбирайте темп)
Двухлетний «Spyris»
- Клонировать PV до ~16 GW/год (от 1 GW семян).
- Построить 4–8 стеклянных линий, 4–8 мини-мельниц.
- Установить 5–10 GWп PV на лугах шахт и в городах.
- Начать 2–3 озерных города (часть 13).
Пятилетняя «Gardelė»
- 150–250 GW/год мощность PV в трех регионах.
- 20–30 стеклянных углов кампуса; 20–30 мини-мельниц.
- Региональное накопление до ~0,5–1,0 TWh.
- 10–20 городов; первый прибрежный узел.
Десятилетняя «привычка TW»
- ≥1 TW/год темп клонирования PV на континентах.
- Расходы на стекло и сталь согласованы с потребностями PV.
- Залы вычислений отапливают целые районы (часть 11).
- Петли кампуса настолько скучные, что их не видно (часть 12).
«Это просто кривые на слайде?»
Нет: каждое число здесь основано на подах и заводах, которые мы уже разместили — PV линиях (часть 3), печах (части 4–6), логистике (часть 8), стекле (часть 9), наборах для клонирования (часть 10). Это план строительства, а не настроение.
Предварительно рассчитанные глобальные сценарии
Сценарий A — 1 TWп/год развития 10 лет
| Показатель | Значение | Примечания |
|---|---|---|
| Добавлено PV (10 м.) | 10 TWп | Равномерный ход |
| Годовая энергия @ 1,7 ПВт·ч/ТВт | ~17 PWh/год | Когда установлено |
| Сопряжённое 12 ч накопление | ~22–28 TWh | Полным эффектом |
| Сталь для креплений | ~600–1 000 Mt | За десятилетие |
| Стекло | ~450–600 Mt | Только для модульного стекла |
| Вор | ~12–20 Mt | От массивов до инверторов |
Объемы этого десятилетия требуют десятков стеклянных углов и мини-мельниц — именно нашего комплекта (5, 9 частей).
Сценарий B — 5 TWп/год «spurtas» (5–10 лет)
| Показатель | Значение | Примечания |
|---|---|---|
| Добавлено PV (5 м.) | 25 ТВтп | Лихорадка клонирования |
| Годовая энергия @ 1,7 ПВт·ч/ТВт | ~42,5 ПВт·ч/год | Только от spurto |
| Сопряжённое 12 ч накопление | ~55–70 ТВт·ч | Распределено по регионам |
| Площадь PV лугов | ~0,4–0,55 млн. км² | Двойное назначение |
Для «Spurtui» необходима зрелая цепочка поставок подов и обученные региональные команды (10 часть).
Сценарий C — Сбалансированная ячейка (электроэнергетическая промышленность + города)
Предположим, регион стремится к 500 GWp PV, промышленная ось — 5 мини‑сталелитейных заводов, 5 стекольных линий, 2 вычислительных центра.
| Позиция | Значение планирования | Комментарий |
|---|---|---|
| Средняя мощность | ~90–115 ГВт | От PV |
| Накопление (12 ч) | ~1,1–1,4 ТВт·ч | Батареи + тепловая смесь |
| Производство стали | ~5 Мт/год | Местные профили/лента |
| Производство стекла | ~5 Мт/год | Модули + фасад |
| Расчёт | ~40 МВт | Якорь централизованного теплоснабжения |
| Города у озёр | ~4–8 | Каждый по 5–25 тыс. человек (13 часть) |
Это одна плитка в мозаике мира. Копируйте, поворачивайте, вставляйте.
ЧаВо
«Откуда возьмутся материалы — хватит ли их?»
В предыдущих частях мы оценили чистые шахты‑как‑фабрики: руда отсортирована (часть 2), переплавлена без дыма (части 4–6) и транспортируется как формы (часть 8). В оборудовании PV масса определяется сталью и стеклом; оба легко увеличиваются электричеством. Медь требует ухода, но её количество — однозначные Мт на 1 ТВт, контролируется через переработку (часть 12).
«Не станет ли земля узким горлышком?»
Двойного назначения PV луга, крыши, площадки, каналы и заброшенные территории «складываются». При ~16–22 тыс. км²/ТВт наземных площадок речь идёт о сотых долях процента — аккуратно расположенных вокруг городов и мест обитания (часть 13).
«Как сохранить приятное соседство?»
Электрическое движение, закрытые линии, накрытые конвейеры, тихие дворы, освещение с тёмным небом, публичные сводные щиты (части 7–9, 12–13). Проектируем для птиц, игр и сна.
«Что самое сложное?»
Люди. Поэтому в первую очередь мы отправляем поды Людей, инвестируем в обучение и позволяем подам нести компетенции, чтобы местные команды строили карьеры, не уезжая (часть 10).
Приложение — памятки, конверсии и ссылки
Быстрые конверсии, на которые мы опирались
| Тема | Правило из практики | Где использовано |
|---|---|---|
| Энергия PV на 1 ТВтп | ~1,6–2,0 ПВт·ч/год | Во всех сценариях |
| Площадь PV | 1,6–2,2 га/МВт | Таблицы земли |
| Парное накопление | 12 ч × Ср. МВт | Таблицы накопления |
| Железнодорожная энергия | 0,04 кВт·ч/т‑км | Логистика (часть 8) |
| E‑грузовик (на объекте) | 0,25 кВт·ч/т‑км | Потоки кампуса (часть 7) |
Перекрёстные ссылки (этот цикл)
- Часть 1 — Озёра и первая яма: амортизация воды и будущие парки.
- Часть 3 — Фабрика солнечных семян: где начинается снежный ком.
- Части 4–6 — Печи и металлы: электроны, а не дым.
- Часть 8 — Транспорт: перевозим ценность, а не грунт.
- Часть 10 — Заводы Lego: поды и порты.
- Часть 12 — Циклические петли: «отходы» с работой.
- Часть 13 — Города: жизнь вокруг озера.
Заключительное замечание: Разрешения у физиков мы не спрашивали — только для ясности. Выберите породу, отсортируйте, расплавьте с помощью солнечной энергии, транспортируйте формы, собирайте части и пообещайте озеру, что вернётесь с понтонной дорожкой. Такой план. Вперёд строить.