Пронто!
Итак какие есть возможности маневра мощности для угольной и атомной генерации?
Для атомной генерации такой возможности практически не существует. Потому что если выдернуть ТВЭЛ из реактора, то он получит так называемое изотопное отравление. Например йодное отравление, это когда вне реактора в твэле начинают происходить цепочки распадов с образованием благородных газов. Например йод -> ксенон.
И соответственно благородные газы начинают пучить таблетки топливной сборки. Конечно таблетку не так легко вспучить. Оболочка из циркония армированного силикат-карбидным волокном обязана справляться с нарастающим внутренним давлением. Но всему есть предел...
Поэтому по загрузке ТВЭЛа в реактор его лучше вообще не дергать. Хотя если ТВЭЛ уже практически выгорел и его не жалко, то можно и повыдергивать. Или даже маневрировать мощностью вставляя вместо ТВЭЛа просто стальной стержень.
Так можно организовывать недельный маневр мощности аэс, понижая её на выходных днях. Не более 10 % ============================
Теперь посмотрим на угольную генерацию. Холодный пуск угольного блока с нуля - это можно сказать искусство. Чего только не делают. И смазывают/смачивают уголь мазутом/соляркой, и кислород с метаном поддувают, и в пыль дробят. Это все только для того чтоб разжечь активную зону до такой степени, что уголь в топку можно вагонами засыпать, без существенного колебания исходящего теплового потока.
Поэтому холодный пуск может занимать более 10 часов. А суточный маневр с понижением мощности на 20% ночью, тоже может длится более часа.
В угольной энергетике есть ещё один очень жирный нюанс - морская транспортировка и создание сезонных запасов.
Бурый уголь для этого категорически не подходит. Он влажный и при подсыхании выделяется метан. Потому склонен к тлению и самовозгораню! Хотя в морских контейнерах с крышкой сверху или в брикетированном виде при нынешних темпах потребления(8млрд тон в год) вскоре будет рентабельно :)
==========
Теоретически человечество вполне бы могло удовлетворить все свои электро-энергетические потребности за счёт энергии ветра, при условии создания экономически эффективного накопителя ЭЭ. Хотя бы даже с потерей 20ти % как в случае с гидро-аккумулирующими станциями. Или при появлении потребителей способных изьять на себя избыточную генерацию ээ. Типа производства алюминия, подсветки теплиц, электродуговой переплавки металлолома, зарядки литий-ионных аккумуляторов для транспортных средств. Или даже для мало-среднетонажного сжижения метана...
Ещё советский прожект по установке ветряков с 50ти метровыми лопастями на побережье Мурманской области предполагал мощность 50 гигават. Современные же лопасти из многослойной стекловолоконной ткани склееной эпоксидной смолой с дальнейшим запеканием, позволяют делать лопасти и более 100 метров...
Но к сожалению все современные ГАЭС и высоко-маневренные потребители не способны решить задачу балансировки нестабильной ветро и гелио-генерации. В силу экономических и технологических нюансов.
ГАЭС - это дорого, рискованно и географически эксклюзивно. Для примера Загорская ГАЭС 2. Фундамент её машинного зала перекосило при пробном запуске. Типа сваи надо было глубже внедрять. Метров на 90, как для Крымского моста. До сих пор раствор гипса под фундамент закачивают, в надежде что грунт распучит и фундамент выровняется :(
Подводные линии постоянного тока по полтора гигавата, типа Норвегия <-> Запад для рационального использования гидроресурсов - это тоже капля в море.
Для балансировки прерывистой ветрогенерации хотелось бы повысить КПД парогазового цикла. Сейчас раскаленная струя горящего метана 1200 градусов подаётся сначала на лопатки газовой трубины. После газовой трубины отдав энергию и охладясь до 800 градусов, струя греет паровой котел, пар из которого крутит уже паровую трубину. Так достигают фантастический КПД под 60 %.
Температуру горящего метана теоретически можно загнать и до 2000 градусов. Но лопатки газовой турбины изготовленные даже из кристаллического железа - этого не выдержат. Температура плавления просто железа - 1 600 градусов. Кстати монокристал железа - это сродни монокристаллическому кремнию для микропроцессоров. Штука фантастически сверхчистая и космически дорогая...
Поэтому прежде чем подавать 2000 градусов на монокристалические лопатки, струю нужно охладить в поле магнито-гидро-динамического генератора. При условии что эта самая струя является ионизированным газом. Но до сих пор МГД генератор это лабораторная фикция, потому что 2000 градусов становятся плазмой только при наличии дополнительных минеральных добавок. Кроме того при 2000 градусах начинает окисляться атмосферный азот, а это уже кислотные дожди :(