La película Regreso al futuro reveló que Mr. Fusion (MF) producido por Fusion Industries (FI) fue de uso generalizado en 2015. Lo que la película no reveló fue que la FI fue financiada de forma privada por Bill Gates. FI usó 10.000.000.000 de dólares y todo el primer año de producción a un costo de 2500 dólares por cada unidad y vendiéndolas a 5000 cada una. Entonces, en el primer día para tomar pedidos (mañana, 11 de septiembre de 2015), hay 4,000,000 de unidades disponibles y se agotan por completo muy rápido una vez que las personas se dan cuenta de que MF es legítimo. Por lo tanto, MF se implementa ampliamente antes de finales de 2015.
Una sola unidad MF puede generar 1 MW de forma continua siempre que reciba un suministro constante de materiales de fusión, en particular, cáscaras de plátano, cerveza Miller y, por supuesto, la lata misma. Una lata de cerveza es casi en su totalidad de aluminio o acero recubierto de estaño, es esencialmente inútil para la fusión, ya que MF solo puede fusionar hidrógeno. Doc Brown arrojó la lata de cerveza como elemento cómico. El único combustible real era el hidrógeno del agua, los hidrocarburos, etc. Afortunadamente, el hidrógeno es muy común en las cáscaras de plátano y en la cerveza.
Nota: obtener la potencia requerida para viajar en el tiempo requiere almacenar la energía a lo largo del tiempo y liberarla en un estallido de energía; esta tecnología proviene de un futuro más lejano y, por lo tanto, no está disponible.
Una unidad MF dura 20 años sin mantenimiento cuando se usa continuamente a plena potencia, con el uso de energía más bajo (10 kW), una unidad MF puede durar hasta 50 años sin mantenimiento. FI tiene el monopolio absoluto del producto al incluir la mejor tecnología jamás diseñada para evitar la ingeniería inversa, así como un acuerdo de licencia blindado. Por ejemplo, China sigue sin ser elegible para importar unidades MF hasta que renueve por completo sus leyes de PI. El resultado final es que no puede mantener una unidad MF, debe devolverse a FI para un intercambio de crédito de 1000 dólares en una nueva unidad. Lo que esto realmente significa es que la electricidad ahora cuesta alrededor de 0,001 centavos por kWh o unas 10.000 veces más barata que antes de MF. No es sorprendente que el uso de energía crezca dramáticamente al principio, pero eventualmente se estabiliza a un aumento del 5% anual.
Debido al uso generalizado de MF, las emisiones globales de dióxido de carbono se desploman en los años siguientes. Pero la tierra se enfrenta a un nuevo peligro. Calor residual del funcionamiento de las unidades MF. MF solo puede convertir el 20% de la energía de fusión en energía eléctrica. Parte de la pérdida se produce en la generación de campos magnéticos, etc. El resto se pierde en la conversión de la energía nuclear en electricidad. Con los niveles actuales de uso de energía, la contribución del calor al balance energético de la Tierra es insignificante, pero con la nueva tasa de aumento del 5% anual, pronto vamos a sobrecalentar la Tierra. Por supuesto, una vez que se usa la electricidad, finalmente se convierte también en calor residual, a menos que abandone la Tierra en forma de luz, etc.
Usted ha sido designado para presidir la comisión presidencial para solucionar el problema del calor que se espera que sea grave dentro de 40 años si no se toman medidas correctivas. ¿Cómo arreglas esto dentro de 40 años? Cómo solucionar el problema del calor de forma continua suponiendo que al menos el 10% de la población quiere seguir viviendo en la Tierra.
Sí, leí Midas World hace unos años. La solución al problema en ese libro dependía de trasladar a la población al espacio, lo cual es parte de la razón por la que mencioné el requisito del 10% de población basada en la Tierra.
También me gustaría aclarar lo que quiero decir con un problema de calefacción significativo en 40 años. En ese momento, el calentamiento global debido a la fusión alcanzará los 2 grados centígrados por encima de la línea de base. Actualmente la Tierra recibe 173.000 TW de radiación solar. Un aumento de 2 grados significa que la humanidad está generando alrededor de 4660 TW de calor de fusión, lo que significa que la humanidad tiene 932 TW de energía eléctrica provenientes de alrededor de 932 000 000 unidades MF y Bill Gates es ahora el primer billonario. Este es un gran aumento de los niveles de potencia actuales de alrededor de 18 TW a nivel mundial de todas las fuentes. Con un crecimiento del 5%, el aumento de la temperatura superará con creces eso en poco tiempo, ya que el período de duplicación es de solo 14,2 años.
Mi respuesta es aplicar la economía monetaria. Asumiré que las soluciones tecnológicas o biotecnológicas para aumentar la capacidad del planeta para deshacerse de una cantidad significativamente mayor de calor residual que en la actualidad no son factibles ni deseables.
En segundo lugar, con todo ese poder de MF, ¡hagamos que la gente lo use para desarrollar una civilización espacial!
Así que mi recomendación a la comisión es más o menos la siguiente:
Solución de corto plazo.
Tenemos un gran problema y necesitamos combinar una serie de cambios para marcar realmente la diferencia. Aumentar el precio de MF en gran medida colapsará la economía y ahorrará mucha energía, pero el dolor de tal enfoque lo convierte en un suicidio político y es muy probable que resulte en guerras importantes. Afortunadamente, el uso generalizado de MF ha acelerado en gran medida la economía y la tierra rica puede permitirse los pasos de mitigación necesarios. Un impuesto a la energía debería ser parte de estos incentivos.
Fomentar la conservación de la energía. En la década de 1950, el petróleo era barato y la gente desperdiciaba cosas como construir casas donde las paredes no estaban aisladas, conducir automóviles que obtenían 10 millas por galón, etc. La energía increíblemente barata de MF ha fomentado comportamientos similares y eliminar el desperdicio ahorrará una cantidad considerable de energía . Se necesitarán incentivos económicos y regulatorios para que esto suceda rápidamente. Los procesos que son particularmente intensivos en energía y derrochadores pueden necesitar un tratamiento especial.
Trabajar con la empresa FI para aumentar la eficiencia de la propia MF. Dado que esta tecnología está estrictamente controlada, puede ser necesario tomar medidas contra la IF que serán políticamente dañinas, ya que a la mayoría de la gente le gusta la energía barata. Suponiendo que se logren ganancias significativas, es posible que se necesiten incentivos económicos para sacar las unidades más eficientes más rápidamente. Si los datos de FI muestran que la mayoría de las unidades de MF se intercambian en un plazo de 30 años, no se necesitarán incentivos.
Implementar algunas de las soluciones de ingeniería climática para reducir las temperaturas globales que se están considerando en la actualidad. Por ejemplo, cambie los techos, calles, estacionamientos, etc. usando pintura blanca u otros reflectores difusos. Tenga en cuenta que el incumplimiento se detecta fácilmente, lo que facilita la sanción si es necesario.
Tenga en cuenta que los proyectos de geoingeniería que se centran en la reducción de CO2 no serán efectivos ya que la producción de CO2 se ha eliminado en gran medida mediante el uso de MF.
El estricto control de MF resulta útil ya que el gobierno puede embargar envíos de MF a países que no toman medidas similares.
Solucion de largo plazo
Desarrollar tecnologías espaciales que ayudarán a trasladar la industria y las personas al espacio. La fuente espacial y tecnologías similares deben incluirse, ya que podrían usarse como base en el futuro para aumentar la transferencia de calor lejos de la tierra y mover la tierra, así como también las cortinas solares. Tenga en cuenta que deshacerse del calor residual en el espacio no es tan fácil ya que la radiación es la única forma de eliminar el exceso de calor; sin embargo, realmente no tiene más remedio que sacar parte del calor del planeta a medida que aumenta el uso.
Mueve procesos industriales, agrícolas, comerciales y residenciales al espacio. Los cilindros de O'Neill pueden volverse muy comunes en las órbitas terrestre y lunar, las órbitas solares, etc. Algunos satélites usan láminas reflectantes en nuestras superficies para reflejar casi toda la luz solar; se usaría una estrategia similar en los cilindros de O-Neill. Las instalaciones automatizadas podrían calentarse más que la Tierra. Requerir instalaciones cercanas a la Tierra para dirigir su radiación de calor lejos de la Tierra.
Mover la órbita de la tierra hacia afuera. Hecho lentamente, la órbita de la luna será estable. La radiación solar es proporcional al cuadrado del radio orbital, por lo que mover la Tierra hacia afuera en un 1 por ciento reducirá la radiación en aproximadamente un 2 por ciento. Una fuente espacial que usa la gravedad del sol para devolver la corriente cambiará la órbita. Tenemos que ser muy buenos en las fuentes espaciales.
Usa fuentes espaciales para aumentar la pérdida de calor de la Tierra. Es fácil para la corriente masiva pasar unas pocas horas en el espacio para cada viaje de ida y vuelta, mucho tiempo para irradiar casi todo el calor al espacio. La corriente masiva también necesitará pasar suficiente tiempo en la Tierra para recoger una cantidad significativa de calor residual, por lo que una modificación del diseño de una fuente espacial donde la corriente gira repetidamente antes de regresar al espacio permite que la corriente masiva absorba más calor residual. Los superconductores de alta temperatura harán que las fuentes espaciales sean muy eficientes.
Solución final
Deje de aumentar el uso de energía sin límites. Disminuir la tasa de crecimiento solo ayuda en el sentido de que retrasa los resultados negativos. La minería de Bitcoin es un ejemplo de uso de energía básicamente improductivo, es decir, no se crean bienes o servicios físicos, pero si puede ganar más dinero del que gasta en energía y computadoras, ocurrirá. Con la energía increíblemente barata de MF, habrá una serie de actividades de bajo valor que de repente se volverán económicamente viables. Un impuesto a la energía reduciría o eliminaría la actividad de bajo valor. En última instancia, aunque no hay más consumo de energía posible. Tenga en cuenta que algunas de las soluciones a corto plazo están destinadas principalmente a reducir la tasa de crecimiento.
Con un crecimiento del 5%, solo pasan 107 años desde un aumento de temperatura de 2 grados hasta que el uso de energía de MF coincida con la energía proveniente del sol y 441 años después de que la Tierra, la humanidad esté produciendo más calor que la producción total del sol.
Un gramo de hidrógeno convertido en helio libera 3,39E11 julios. Alternativamente, 1 MF a plena carga consume 46,5 gramos de hidrógeno al año. Realmente no tiene ningún sentido que MF tenga que lidiar con cáscaras de plátano, latas de cerveza, etc., ya que la alimentación con hidrógeno puro es totalmente práctica dada la pequeña cantidad de combustible necesaria. El agua pura sería una excelente materia prima.
Entonces, ¿cuánta agua? El agua tiene un 11,2 % de hidrógeno en peso, por lo que una sola MF consumirá 0,415 kg/año de agua, emitiendo 0,369 kg de oxígeno y 0,043 kg de helio y 3 gramos se convierten en energía (E=MC^2). En el nivel de calentamiento global de 2 grados, estamos consumiendo 387 toneladas métricas de agua por año. Un kilómetro cúbico de agua es una gigatonelada por lo que vale 2580 años y la tierra tiene 1.335E09 kilómetros cúbicos de agua. Desafortunadamente, la tasa de crecimiento del 5% significa que 592 años después de eso, consumimos todo el contenido de los océanos en un solo año (150 años después de que superamos la producción de energía del sol)
Einstein supuestamente dijo que el interés compuesto/crecimiento era la fuerza poderosa del universo. Aunque probablemente nunca dijo esto, habría tenido razón. Tener una economía que debe crecer continuamente para evitar el colapso (como ocurre en la mayoría de las economías modernas, si no en todas) es realmente una tontería.
¿Por qué respondí mi propia respuesta? Para ser honesto, ninguna de las otras respuestas abordó la dura realidad de que un crecimiento del 5% a perpetuidad es completamente imposible. No noté que @rumguff se refirió a este problema en un comentario cuando escribí esta respuesta. Dado que también tiene una respuesta decente sobre: cambiar los incentivos económicos, aceptaré su respuesta.
También me gustaría observar que el crecimiento de la población una vez que la humanidad se expanda al espacio continuaría e incluso albergar al 10% de la población total en la Tierra podría ser un problema eventualmente. Aunque se ha observado que las tasas de crecimiento disminuyen en las economías modernas, sospecho firmemente que los cambios de energía increíblemente barata y la expansión del espacio provocarían un auge demográfico renovado.
@rumguff aparentemente abandonó WorldBuilding, así que acepto mi propia respuesta.
Usando la energía térmica bombeada a la atmósfera de la Tierra para alimentar una serie de láseres. Apuntar los láseres fuera del mundo (potencialmente a colonias o barcos) se puede usar para impulsar la expansión humana en todo el mundo.
OTEC es una forma razonable de robar calor y convertirlo nuevamente en energía a nivel global, junto con grandes parques eólicos marinos para recuperar energía a medida que el aire caliente de las masas terrestres desarrolladas provoca el cambio climático. Puede construir los conjuntos de láser en el techo de los edificios OTEC (ya que no requieren torres de enfriamiento ni escapes sobre el suelo) y, siempre que los conjuntos estén construidos para disparar láseres de longitud de onda de ventana , puede enviar una gran cantidad de calor fuera del mundo.
Lamentablemente: este enfoque es exorbitantemente costoso, tanto en costos de desarrollo, costos de construcción y costos de mantenimiento. La máxima eficiencia de conversión termoeléctrica para una planta OTEC en un trópico es del 7 %, por lo que tendrá que producir una gran cantidad de plantas OTEC para equilibrar esto.
Otro plan (ligeramente chiflado) es recoger grandes cantidades de agua, calentarla, cargarla en cohetes (o en tu propio tren flotante) y volar en línea recta alejándote de la tierra, rociando agua a medida que avanzas. El agua se enfriaría debido a los efectos radiativos del cuerpo negro y, gracias a la gravedad, volvería a caer a la tierra con menos energía de la que tenía. Si su mecanismo de lanzamiento es lo suficientemente eficiente, teóricamente podría crear muchos de estos 'picos de calor', aumentando la superficie radiativa efectiva de la tierra y, por lo tanto, enfriándola.
Por supuesto, si tiene suficiente tecnología y capacidad de control para hacerlo de manera eficiente, también podría colocar una sombrilla gigante con exceso de ingeniería en el punto L1 Lagrangian y bajar el sol en un 5%.
O puede limitar la cantidad de módulos MF disponibles en el mundo de modo que la ecuación de calor eventualmente se equilibre a una temperatura con la que se sienta cómodo. El C02 más bajo debería compensar el efecto de calentamiento al permitir que se irradie suficiente exceso de calor, momento en el que te estás riendo.
Llevemos esto un paso más allá de lo que ya hemos hecho. Llevemos esto a donde iba: todos tienen energía barata para sus hogares e industrias, y nadie en ninguna parte del planeta ha tenido necesidad de la red de ninguna forma. En el peor de los casos, absolutamente todos en el planeta habrán desmantelado totalmente sus redes de distribución. TODO funciona con un MF instalado localmente, a pesar de las temperaturas salvajes. Todo el planeta depende literalmente de ello.
La solución pasa por dar un paso atrás.
La teoría básica de la economía es la contabilidad de costos. Hasta este momento, nadie paga el costo de la generación de calor, por lo que nadie está haciendo nada al respecto. El primer paso implicará regulación e impuestos. El calor es el nuevo demonio del calentamiento global. El dinero cambiará de manos.
Ahora lo que tenemos que hacer es reconstruir la red, pero probablemente no TODA la red. Esta cosa es perfecta para lo que en la industria de la energía llamamos isla: porciones más pequeñas de la red que se pueden operar por separado sin problemas. Si reconstruimos la distribución local, resulta que un megavatio de energía eléctrica rinde mucho. Muchas unidades serían suspendidas o recicladas, y Fusion Industries rescata con su paracaídas dorado después de que casi todos los gobiernos del mundo se apropian de los diseños, a punta de pistola si es necesario.
Ahora necesitamos modificar la forma en que USAMOS ese poder. Aquí tenemos una caja que genera calor y electricidad en respuesta al suministro de agua. El diseño ganador bloqueará esta cosa dentro .de una caldera y déjela funcionar. El 80% de la producción de esta cosa es calor puro de alta calidad, y produce cuatro veces más calor que electricidad. Puedo decir con seguridad que recuperar y entregar el 40% de eso es factible. Luego, convertí una unidad de 1 MW en, potencialmente, un sistema de 2,6 MW, con una eficiencia general de alrededor del 52%. Limitar esto a sistemas de menor escala y canalizar el vapor a las cargas de calefacción local puede aumentar aún más la eficiencia del sistema y, independientemente del precio, se volvería muy popular, ya que la gente se disgusta absolutamente cada vez que caminan por sus patios traseros y pasan por la pequeña caja que emite no menos de 40 kilovatios al aire libre cada vez que funciona.
Demostrablemente, el planeta tiene una capacidad de enfriamiento absolutamente increíble tal como está. Una vez que controlemos esta salida de calor, las cosas volverán a la normalidad de manera bastante confiable.
Además de animar a la gente a ir al espacio o construir fantásticos esquemas de radiadores, la mejor manera de controlar el calor es reducir la otra fuente de energía térmica; el sol.
Con la energía increíblemente barata de Mr Fusion, los megaproyectos de ingeniería serán bastante simples y de bajo costo en los términos actuales, por lo que construir una "sombrilla" en el punto Earth Sun L1 será asequible en términos de los recursos que necesitamos. Poner una sombrilla y reducir la insolación entrante enfriará la Tierra, y el diseño de la sombrilla podría ajustarse para variar la cantidad de insolación según el escenario de enfriamiento que desee. Tenga en cuenta que esto no es un bloqueo total del Sol como un eclipse solar, sino una reducción de la energía solar entrante en un 1 o 2%. Un tono translúcido funcionará bien en este escenario.
Como beneficio adicional, el trabajo de ingeniería y el desarrollo de recursos alentarán a las personas a salir de la Tierra para unirse a las minas lunares o de asteroides o a los equipos de construcción en L1, alejando a las personas y sus Mr Fusion del planeta y reduciendo la carga de calor en la Tierra. .
1) Si estás hablando del Sr. Fusión de Regreso al futuro, tiro el informe en el bote de basura más cercano. Es imposible que algo de ese tamaño pueda disipar 4MW de calor. Su eficiencia real tiene que ser superior al 99%
2) Si el informe es exacto me río de los radiadores. No necesitamos esquemas sofisticados para deshacernos del calor, solo necesitamos bajar un poco el fuego. La radiación solar incidente es de aproximadamente 1kw/m^2. (Sí, el número bruto es más alto, pero algo se refleja. Estoy viendo lo que pasa para calentar el planeta). Dado que el MF está produciendo 5MW (la cantidad que produce como energía, casi todo termina en el medio ambiente eventualmente). ) que se traduce en 5.000 m^2 de energía solar. Impongo un impuesto a todas las unidades MF nuevas suficiente para pagar el lanzamiento de 5.000 m^2 de parasol. Este parasol tiene la forma de una gran embarcación de vela solar (o probablemente varias embarcaciones) que se cierne en algún lugar hacia el sol del punto L1. Mantiene la estación en la Tierra pero no esen realidad en órbita, está utilizando la energía que se refleja en la vela para mantener la posición. (Si estuviera en órbita, la presión de radiación lo empujaría fuera de su posición. Por lo tanto, lo configura para que la presión de radiación lo empuje a su posición).
Es posible que deba aumentar un poco este impuesto para compensar la disminución de la producción agrícola. Espere que los rendimientos caigan algo más que el % del sol que está bloqueado.
Para empezar, una solución muy rápida y económica es no usar carbón y concentrarse en volcanes submarinos, para mover las turbinas hacia el océano. Es una solución simple disponible con los niveles tecnológicos actuales. Calor y enfriamiento gratis en uno.
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