Утроит ли парк ракет SpaceX весь спрос Соединенных Штатов на метан/природный газ?

Согласно странице Energy Consulting Group «Звездный корабль SpaceX может почти утроить спрос на природный газ в США» ,

Наш анализ показывает, что полностью сконфигурированный запуск Starship (ускоритель и Starship) будет использовать около 1000 тонн метана в виде СПГ в качестве топлива. Это эквивалентно приблизительно 50 миллионам стандартных кубических футов метана. [...] Это составляет около 150 миллионов кубических футов в сутки на звездолет или около 150 миллиардов кубических футов метана / природного газа в день (bcfd) для флота из 1000 ракет. 150 миллиардов кубических футов природного газа примерно эквивалентны 25 миллионам баррелей нефти в день. Для справки: недавний (2019 г.) спрос США на метан в виде природного газа в среднем составлял около 82 млрд куб. футов в сутки. По сути, г-н Маск предполагает, что спрос на природный газ в США может резко возрасти в течение следующих 10 или около того лет из-за деятельности SpaceX.

Реалистичны ли эти оценки? Цитата Маска со ссылкой на трафик:

«что космический корабль проектируется с планом выполнения в среднем трех полетов в день, каждый из которых несет более 100 тонн полезной нагрузки за полет, в общей сложности более 1000 полетов в год на одно транспортное средство»

Но правда ли, что на этом уровне использования

«Полностью сконфигурированный запуск Starship (ускоритель и Starship) будет использовать около 1000 тонн метана в виде СПГ в качестве топлива».

И что флот из тысячи ракет потребует

150 миллиардов кубических футов метана/природного газа в день (bcfd) для флота из 1000 ракет

И, наконец, правда ли, что потребление в США составляло всего 82 миллиарда кубических футов метана/природного газа в сутки (bcfd) (в 2019 году)?

Ничто из этого не имеет смысла даже на первый взгляд. На территории США недостаточно подходящего места для тысяч сайтов, которые вам понадобятся. И ни один отдельный космический корабль не будет летать три раза в день. Ни разу, и уж точно не с постоянной скоростью (погода, технические проблемы). Маск был под кайфом из-за недосыпания, психотропных препаратов и баланса на его последнем счете, и/или его неверно процитировали.
@Peter-ReinstateMonica, ваше утверждение о пригодной для использования земле никоим образом не является правильным, но другой момент кажется верным.
Хм. Как вы думаете, сколько доступной, но невостребованной и незащищенной береговой линии, обращенной в правильном направлении? Причины выбора мыса Канаверал во Флориде были ясны; сколько еще таких сайтов можно построить во Флориде? 2? 10? Это действительно случайное замечание, но я думаю, что сотни эквивалентов мыса Канаверал на южном берегу, обращенные на восток, будет трудно найти.
@Peter-ReinstateMonica Starship запускается не из Флориды, а с собственной стартовой площадки SpaceX в Бока-Чика, штат Техас. В любом случае, у США смехотворно огромная береговая линия, обращенная практически в любом направлении, которое вы хотите. Легко много для тысяч стартовых площадок. Только в KSC/Cape уже есть десятки стартовых площадок.
@Peter-ReinstateMonica Чтобы дать немного больше количественной оценки «смехотворно огромного», у США есть 12 383 мили международной береговой линии , и это уже без учета почти 5000 миль от Великих озер. (Кроме того, эта цифра уже учитывает сглаживание береговой линии до того места, где проходят международные границы. Фактическая береговая линия составляет 95 471 милю! )
Я живу в Техасе. Я из Хьюстона. Для справки: 6-7 часов езды вдоль береговой линии от Хьюстона до Южного Падре (недалеко от границы с Мексикой). Я сомневаюсь, что кроме Корпус-Кристи на пути есть город с населением более 200 000 человек. Это хорошая сельская дорога.
@reirab Для испытательных полетов они стартуют из Бока-Чика, потому что это экономит им 1000 миль пути.; но для реальных полетов запуск будет зависеть от желаемой орбиты или траектории. Ванденберг обычно используется для полярных орбит . И вы не можете запускать на север или на запад из Техаса. Тем не менее, вы правы в том, что береговой линии много, и даже если дьявол кроется в деталях (логистика, заповедники, местность, резервации), то, вероятно, можно было бы найти достаточно мест.
@Peter-ReinstateMonica Да, я знаю, что Вандерберг обычно используется для полярных орбит, но Бока-Чика планируется не только для испытаний. Планируется, что он станет основной оперативной стартовой площадкой для Starship/Super Heavy (в отличие от Falcon, который в основном запускается из KSC/Cape, за исключением миссий, которые должны выполняться из Ванденбурга).
@reirab США большие, но 3000 стартов - это много. Сколько запусков может обрабатывать один сайт в день? Вы, вероятно, не можете запускать параллельно на соседних площадках (у SpaceX была такая проблема в Ванденберге в первые дни); площадка должна заниматься логистикой топлива, штабелировать транспортные средства, обрабатывать закрытия вокруг запуска (как вы знаете, дорога и пляж Бока-Чика заблокированы вокруг взлета) и т. д. Давайте оптимистично предположим, что стартовая площадка с горсткой площадок, несколько разнесены для уменьшения перекрестных помех, могут выдерживать 3 запуска в день. Тогда вам нужно 1000 сайтов. Это один сайт каждые 12 миль.
@reirab Теперь мыс Канаверал покрывает около 12 миль береговой линии. Вы видите, к чему это ведет ;-). Хорошо, CC большой - может быть, мы можем сделать с 6 милями. Это половина побережья США. Даже если подумать и оценить размер страны, это абсурд.
@Peter-ReinstateMonica KSC/CC имеет более 40 пусковых площадок на 12 милях от побережья, а не одну. (Хотя я согласен, что 3000 ежедневных запусков — это действительно много.)

Ответы (2)

Путаница с источником от TechCrunch +

В статье Energy Consulting Group цитируется статья Даррелла Этерингтона из TechCrunch , которая является не интервью с Маском, а серией твитов с плохим изложением. Energy Consulting Group исходит из следующего.

(1 000 ракет) x (3 пуска в сутки) x (1 000 тонн) = 3 000 000 тонн в сутки

Это следует из этого заявления в их источнике TechCrunch ,

всего более 1000 полетов в год, на одно транспортное средство.

Это утверждение в статье TechCrunch+ размывает цель 2050 года и текущую цель.

В твитах от 7 ноября 2019 года Маск говорит:

Полезная нагрузка на орбиту флота Starship в год - самый умопомрачительный показатель, поскольку он предназначен для полетов 3 раза в день, что составляет ~ 1000X в год [...] Если мы построим столько же Starship, сколько Falcons, то ~ 100 транспортных средств и каждый делает 100 тонн на орбиту, это мощность 10 миллионов тонн полезной нагрузки на орбиту в год

Это НЕ говорит о том, что 1000 звездолетов будут летать три раза в день. Это говорит о том, что 100 звездолетов будут летать три раза в день, по 300 рейсов в день, каждый день, где каждый из 100 звездолетов летает 1000 раз в год.

Вы можете увидеть эту серию твитов от 16 января 2020 г.

Мегатонны в год на орбиту необходимы для того, чтобы жизнь стала многопланетной. Целью конструкции звездолета является средняя скорость 3 полета в день, поэтому ~ 1000 полетов в год при > 100 тонн / полет, поэтому каждые 10 кораблей производят 1 мегатонну в год на орбиту. Построение 100 звездолетов /год достигает 1000 за 10 лет или 100 мегатонн в год или, может быть, около 100 тысяч человек на орбитальную синхронизацию Земля-Марс.

Так откуда взялись настоящие 1000 ракет? Кажется, одно из двух мест,

Фактические заявления Маска кажутся склонными к мысли, что ближайший план требует

  • 1000 космических кораблей, которые будут отправляться с Земли каждые 26 месяцев, чтобы доставлять грузы и пассажиров на Марс,
  • Кроме того, каждый год на космических кораблях будет выполняться 100 000 подъемов грузов, выполняемых 100 ракетами, стартующими примерно 3 раза в день в течение года, которые выводят на орбиту 100 тонн с годовой производительностью 10 миллионов тонн.

Это частота запуска

  • 1,000 launches/2yr(каждые два года для основного рейса) + 100,000 launches/yr(подъем 10 млн тонн)
  • = 500 launches/yr + 100,000 launches/yr
  • = 100,500 launches/yr

Эти 100 500 пусков в год дадут совершенно другую математику по сравнению с 3 000 пусков в день (1 095 000 пусков в год), которые предполагает Energy Consulting Group.

Launches per day = (100,500 / 365)
                 = 275

btfd = 275 launches * 1000 (tons of LNG) / 1,000,000 (million) * 48.7 (conversion million-metric-tons-LNG to billion-cubic-feet-NG)
btfd = 13.4

Таким образом, SpaceX будет потреблять 13,4 млрд баррелей в сутки, а не 150 баррелей в сутки, как подсчитала Energy Consulting Group в своем анализе.

Что касается цели в 100 МТ (1000 пусков в день), Маск говорит, что это цель к 2050 году . Это, конечно, не правильно взвешено в свете всех других заявлений Маска о цели в 10 мегатонн в год. В контексте «100 тысяч человек на орбитальную синхронизацию Земля-Марс» этого нигде не видно (мы остаемся на 0), и SpaceX должна была бы иметь отполированную производственную линию Starship, чтобы производить Starship каждые три дня (даже один раз, неважно на 10 лет без остановки). Не говоря уже о том , что я не верю, что они повторно использовали один орбитальный корабль-носитель дважды в день (не говоря уже о звездолете три раза в день) . Они далеки от достижения любой из этих целей. Они все еще делают испытательные ракеты, и последнее испытание было более пяти месяцев назад.

Это утверждение считается 30-летней «целью» Маска. Но более реалистичным прогнозом является 100 500 запусков в год, о чем он говорит гораздо больше, и он все еще далек от этого. Более того, если вы собираетесь привести цель к 2050 году, то заголовок «Космический корабль SpaceX может почти втрое увеличить спрос на природный газ в США» кажется неправильным, поскольку вы сравниваете текущее потребление СПГ с прогнозируемым потреблением одной компании в тридцать лет .

Основываясь на этом ответе, кажется, что ваш реальный вопрос: «Есть ли у SpaceX цель запуска 3000 космических кораблей в день?»
Сравнение с текущим потреблением не кажется таким уж несправедливым, учитывая, что в идеале потребление будет снижаться для достижения целей по выбросам углерода (хотя оно также может переключиться на производство водорода посредством пиролиза вместо сжигания метана).
Этот разговор о том, стоит ли вообще Марс усилий, был перенесен в чат . Не стесняйтесь добавлять к нему там и оставлять комментарии, которые пытаются улучшить пост здесь.
У вас есть сравнение 10 миллионов тонн полезной нагрузки в год на орбиту с текущей полезной нагрузкой на орбиту? У меня сложилось впечатление, что это примерно на 10 000 или 100 000 больше, чем сегодня.
Возможно, стоит добавить, что даже при 100, а не 1000 оценках все равно будет почти 20-процентное увеличение спроса. Не в 3 раза, но значительно.

Потребуется ли для запуска Starship 1000 тонн СПГ?

Да , это разумная оценка. Википедия перечисляет 800 тонн только для ракеты-носителя, ссылаясь на интервью с Маском в августе 2021 года. Дополнительные 200 тонн для самого Starship не кажутся необоснованными.

Требуется ли флоту 150 млрд куб. футов в сутки?

Да , это разумная оценка, если предположить, что целью является 3000 запусков в день ; см. ответ Эвана для расследования этого конкретного утверждения.

(1 000 rockets) x (3 launches per day) x (1 000 tonnes) = 3 000 000 tonnes/day

3 миллиона тонн СПГ преобразуются в 146,1 миллиарда кубических футов в день (bcfd). Природный газ примерно на 95% состоит из метана , поэтому разумно округлить до 150 млрд куб. футов в сутки.

Было ли потребление в США всего 82 млрд куб. футов в сутки в 2019 году?

Да , это довольно точно. По данным Агентства энергетической информации США , потребление в 2019 году составило 85 млрд куб. футов в сутки. Ожидается, что потребление в 2020 и 2021 годах составит около 83 млрд куб. футов в сутки. Производство немного выше и составляет 93 млрд куб. футов в сутки, разница приходится на экспорт СПГ.

Очевидно, ничто из этого не объясняет, сможет ли SpaceX на самом деле масштабировать до 3000 запусков звездолетов в день, если на это действительно будет спрос, и если США смогут производить столько природного газа. Есть также узкое место в сжижении природного газа - текущие мощности США составляют всего около 10 миллиардов кубических футов в сутки . Расширение этих мощностей стоит дорого — недавно введенный в эксплуатацию завод Freeport в Хьюстоне стоил 13,5 миллиардов долларов, на его строительство ушло более пяти лет, а сжижается всего около 2 миллиардов кубических футов в сутки.

Обратите внимание, что SpaceX планирует производить метан химическим путем из CO2 и воды, а не извлекать его из земли или производить биологическим путем. Они уже установили на Звездной базе воздухоразделительную установку для разделения воздуха на кислород, азот и СО2.
@JörgWMittag ирония в том, что для этого требуется электроэнергия, а большая часть электроэнергии в Техасе вырабатывается за счет природного газа .
@LShaver Не исключено, что SpaceX, принадлежащая тому же человеку, который управляет/владеет Tesla/SolarCity, может использовать другой источник энергии (скажем, фермы на солнечных батареях и энергию, хранящуюся в батареях). Учитывая, что это прогнозы на четверть века, кажется вполне разумным предположить, что они будут использовать природный газ, генерируемый где-то еще в штате.
@TylerH Реально, хотя они могут просто построить ядерный реактор. Ни солнце, ни ветер на самом деле не являются чисто «зелеными». Зеленый для отсутствия выбросов CO2? Да. Зеленый за то, что не наносит экологического ущерба? Нет.
@Нельсон: в какой-то момент вам нужно принять экологический ущерб за использование энергии. Ядерные реакторы далеко не экологически чистые, например, из fhr.nuc.berkeley.edu/wp-content/uploads/2014/10/… «Для строительства существующих американских АЭС 1970 года выпуска требовалось 40 метрических тонн (МТ) стали и 90 кубометров (м3) бетона на средний мегаватт электроэнергии (МВт(ср.)) генерирующей мощности» . Производство бетона и стали едва ли можно назвать «чистыми» процессами. В Техасе много солнца, а Бока-Чика находится вдоль побережья (вероятно, хорошо для ветра).
Предположим, вы думаете, что эта крошечная вспышка является экологическим ущербом.
@ Flydog57 - не совсем справедливо сравнивать технологию, которой более 50 лет, с конструкциями реакторов 4-го и 5-го поколений. Особенно в свете таких вещей, как radiantnuclear.com .
Утроит ли парк ракет SpaceX весь спрос Соединенных Штатов на метан/природный газ?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v