Category: энергетика

Category was added automatically. Read all entries about "энергетика".

Самопрезентация

Некоторое время назад мне предложили написать о себе (в одной HR-компании).
Написал.
Думаю, чего добру пропадать - пусть здесь повисит.

Физтех.
Затем - учился понемногу чему-нибудь (финансы, экономика, Lean production, ABC, Project Management) и где-нибудь (MBA при Плешке, Buro Veritas etc.). Ну и учил других (менеджмент, внутренний аудит, бизнес-процессы).

Иностранные слова и аббревиатуры использую не часто, но по делу, поскольку знаю что они означают и чего стоят.

Работать могу и в компании, но в приятной компании лучше отдыхать. Имею много друзей в разных отраслях и аналитический ум, потому подвластны все отрасли, кроме HORECA и FCMG (хотя логистика как таковая также сдавалась не раз).

Работал в компаниях разного профиля. Могу поддерживать взаимно интересный разговор с грузчиком дровяного  склада , партнером McKinzey, министром и олигархом. Но не всегда хочу.

Подтянут, спортивен. Люблю плавать, а не бегать.

Главный недостаток - отсутствие слабости к алкоголю. Потому некоторые виды переговоров провожу малоуспешно, предпочитаю прогуляться.

PS обнаружил, что конец света ЖЖ наступит 31 декабря 2037 года - попробуйте сами поменять дату ;)

Атомная энергетика: проблемы развития

Начнем с того, что любое функционирование человека как вида нарушает экологический баланс, который сложился бы, если бы человека не существовало. Поэтому рассуждения о том, что «атомные технологии вредные, а *** - нет» не соответствуют действительности, любая технология, а, тем более, технология, связанная с получением и использованием больших объемов энергии, оказывает существенное воздействие на природу.
Газовые станции требуют добычи газа, с соответствующей инфраструктурой, угольные приводят к возникновению большой массы отходов и разрезов, возобновляемые ГЭС создают водохранилища и меняют климат. Так что касаемо вреда, мы можем сравнивать только относительные последствия.
Но у атомных электростанций есть некоторые особенности, которые отличают их от «средней» энергетики.

Первое.
Атомные станции очень дороги и возводятся за очень длительный срок. С учетом дисконтирования стоимость атомной энергии становится самой дорогой. В результате для финансирования строительства привлекаются «бесплатные государственные» средства или используются мутные схемы.
Второе.
Атомные станции технологически очень хороши для работы «в базе», то есть в условиях, когда имеется стабильное потребление электроэнергии. Однако понятно, что, как правило, потребление существенно зависит от времени года, времени суток, дня недели и т.п. Сейчас к этой неравномерности потребления добавляется неравномерность производства, связанная с все большим использованием солнечной и ветровой энергетики. Для покрытия дефицитов лучше всего подходят высокоманевренные ПГУ или, при небольших мощностях, аккумуляторные системы. Таким образом, места для использования атомной энергетики становится все меньше.
Третье.
Для каждого проекта важна стоимость выхода из проекта. Когда строится новая атомная или угольная, газовая электростанция, об этом, как правило, не думают, поскольку срок их службы превышает 30 лет. Тем не менее, ответственное государство, как субъект с наиболее длительным горизонтом планирования, должно вопрос стоимости выхода из проекта учитывать. И здесь давайте сравним.
ТЭЦ – может модернизироваться, перестраиваться, оборудование может меняться, топливо тоже (уголь на газ). Эксплуатация может продолжаться сто лет. В конце концов, ТЭЦ в центре Лондона или Москвы с легкостью превращается в выставочную площадку (Taite Modern и неизвестно что на месте ГЭС-1). Таким образом, территория АЭС – это территория, выведенная их хозяйственного оборота на сотни лет.
На АЭС есть подвергающиеся облучению узлы и конструкционные элементы, которые со временем выходят из строя (теряют свои характеристики), но не могут быть в полной мере заменены. То есть АЭС имеет ограниченный срок эксплуатации. Впоследствии территория АЭС не может использоваться. И ,что очень важно – зачастую затраты на выход из проекта берет на себя государство. Так, консервация Игналинской АЭС обошлась уже в сумму порядка миллиарда евро, которую «оплатили» жители Европы. А по-хорошему, должны бы оплатить жители «СССР». Но в тарифах на электроэнергию этой суммы нет, она изымается у населения по другим каналам.
Та же история в случае с авариями. Взрыв, авария на ТЭЦ, ГЭС – расплачивается бизнес. Авария на АЭС – затраты на себя берет государство. Не очень помогает справедливо оценивать эффективность различных видов производства электроэнергии, не так ли?
Четвертое.
У АЭС низкий КПД. Атомные станции производят с помощью реактора тепло, которое передается теплоносителю (как правило, воде), который крутит турбину, которая вращает генератор. То есть, АЭС отличается от, например, угольной ТЭЦ только источником тепла. По определенным причинам, связанным с прочностными характеристиками, максимальная температура теплоносителя на АЭС ниже, чем на обычной ТЭЦ. Для тех, кто помнит школьный курс физики, это означает снижение КПД. В результате возникает фактор, который, как правило, не принимается во внимание – это тепловое загрязнение. И загрязнение этого рода от АЭС выше аналогичного от практически любого вида современных электростанций.
Пятое.
Отходы. Отходы электростанций, работающих на твердом и жидком топливе – это всегда проблема. Однако отходы работы АЭС – это огромная проблема, требующая существования, причем практически вечного, специальной инфраструктуры и практически вечного выведения территорий хранения из хозяйственного оборота.

Выводом из вышесказанного может быть следующее. Если, по каким-то причинам, у нас нет других вариантов, то АЭС должны использоваться. При наличии других возможностей, с учетом указанных выше особенностей, АЭС являются, пожалуй, худшим вариантом.

Люди гасят ветер?

Среди критики ВИЭ есть и такой довод: ветряки потребляют весь ветер, в результате происходит застой, воздушные массы не перемешиваются, тучи не переносятся и так далее.
Аргумент против солнечной энергетики - про то, что нужно заставить солнечными батареями так много поверхности, что изменится баланс, Земля перегреется (или остынет) и т.п.
Естественно, какое-то локальное воздействие происходит - сразу за ветрополем скорость приземного слоя воздуха несколько падает, непосредственно под солнечной батареей находится тень (что может быть благоприятным фактором для Сахары, например).
Однако попробуем оценить глобальное воздействие ВИЭ на энергетический баланс Земли.
Прежде всего, оценим количество солнечного излучения (в оптическом диапазоне), попадающего на Землю и поглощенного Землей за год.
Довольно легко найти, что поток солнечной энергии на орбите Земли составляет примерно Pc = 1,36 кВт/м2, то есть на квадратный метр на экваторе в полдень приходит более 1 кВт энергии. Для того, чтобы обойти проблему учета сферичности Земли и времени суток, загородим Землю кругом с тем же радиусом.

Очевидно, что на этот круг площадью S=πr2, где r - радиус Земли, приходит ровно та же энергия, что и на поверхность Земли. Однако, часть энергии отражается в космос. Какая? На это нам отвечает величина альбедо, которая для Земли равна приблизительно 35%, что означает, что примерно 65% энрегии поглощается Землей. Эта величина учитывает все неровности, искривление Земного шара, наличие разных типов поверхности, облачность и т.п.
Остается подсчитать, что в году примерно 8760 часов, и путем перемножения получаем
Ec = 0,65 * Pc * 8760 * πr2,
Ec ≈ 0,99 * 1018 кВт.ч. или, округляя:

Ec ≈ 1   миллиард млрд кВтч в год.

Почему я выражаю эту величину в киловатт-часах? Для понимания масштабов, сопоставления с бытовым потреблением. Миллиард миллиардов киловатт-часов мы получаем ежегодно от Солнца.
На каждого жителя Земли ежегодно приходится 135 миллионов киловатт-часов Солнечной энергии. Несколько больше, чем вы нажгли за год, не так ли?
Посмотрим, сколько же потребляет электрической энергии человечество и каков его потенциал.
В настоящий момент человечество потребляет около

E2017 21000 млрд кВтч в год.

Кстати, Россия - около 870 млрд кВтч в год, примерно 4% мирового потребления.
Потребление существенно неоднородно, и если предположить, что население вырастет до 10 млрд человек с нынешних 7,3 млрд, а потребление поднимется до самых высоких уровней душевого потребления, которое у граждан США 8700 кВтч в год, и еще добавится переход всего автомобильного транспорта на электротягу (максимально составляет до 25% общего энергопотребления в таких автомобилизированных странах, как США), то максимальный прогноз энергопотребления человечества на такой условный 2050 год составит

Emax ≈ 150 000 млрд кВтч в год.

Итак, сравнив выделенные жирным величины, получим, что в текущий момент потребление электроэнергии составляет примерно

E2017/ Ec  1/50000

Прогнозируемый максимум потребления поможет достичь

Emax/ Ec  1/7000

доли поступающей солнечной энергии или почти 0,015%.

А теперь остается вспомнить, что ветер возникает благодаря неоднородности нагрева земной поверхности, соответственно, поглощение 0,01% от поступающей солнечной энергии путем использования солнечных батарей и непосредственным поглощением энергии приземных ветров не могут глобально изменить тепловой баланс Земли и подвижность воздушных масс.

Почему сжигать мусор - плохая идея

Сторонники мусоросжигания уверяют, что сжигание мусора избавит нас от мусорных полигонов, да еще и выработает электрическую и тепловую энергию, короче, сплошной успех.
Попробую объяснить, что сжигание мусора, а на профессиональном языке - твердых бытовых отходов (ТБО) довольно провальная затея.

Для чего?
Каковы цели преследует внедрение мусоросжигания? Уменьшение объема отходов, упрощение их обработки, снижение негативного экологического воздействия, получение энергии.
Как это видится?
Представляется некая блестящая чудо-печка, в которую на конвейере едет всякий мусор, а на выходе мы имеем гудящие от напряжения электропровода и блестящие трубы с горячей водой.

Вернемся к реальности. Самая близкая к сжиганию ТБО из энергетических технологий - это угольная ТЭЦ. Посмотрим, как это устроена.

Угольная ТЭЦ
Главный элемент ТЭЦ - это котел. Именно в нем происходит горение угля, из него по системе дымоходов выходят газообразные продукты сгорания и мелкие летучие частицы, из него же удаляется шлак - более тяжелые частицы.

В традиционных котлах, которых в нашей стране большинство, частицы топлива поднимается восходящей струей и полностью прогорают, и догорают получившиеся газы - продукты первичного окисления.
Для того, чтобы за мгновения полета (0,1-0,3с) частица топлива успела прогореть, уголь доводят до порошкообразного состояния. Это действительно микротехнологии, и им уже лет 80, а то и больше - твердая порода в мельницах превращается в частицы размером 0,05мм. Уголь содержит примеси - негорючие, как правило, несколько процентов, и горючие, в том числе серу. Для удаления негорючих используется система шлакоудаления, окислы серы удаляют с помощью дорогостоящих фильтров. Вообще, попытка реализовать технологии "чистого угля" показали, что стоимость ТЭЦ при этом возрастает примерно вдвое.
Еще один момент. Для оптимального сгорания, чтобы повысить КПД и уменьшить выход отходов, котлы проектируют под определенные сорта угля. Бывает так, что построенная вблизи месторождения ТЭЦ при истощении запасов требует серьезной реконструкции либо приходится транспортировать уголь на большое расстояние с другого разреза. Даже примесь 20% непроектного угля может существенно осложнить эксплуатацию ТЭЦ, увеличить износ оборудования, необходимые ремонты и т.п.
Еще один момент, который нам пригодится чуть позже.
При розжиге котла (который может занимать от 30 минут до часа) и при падении калорийности топлива применяется так называемая "подсветка", то есть использование дополнительного топлива с высокими характеристиками горения. На угольных ТЭЦ это практически всегда - мазут. Потому, что с подачей газа может произойти что угодно, а мазут может храниться на территории ТЭЦ в мазутохранилище.
Далее кратко - энергия сгорания передается циркулирующему по трубам пару, тот подается на турбину, вращающую генератор, который и производит электроэнергию. Пар охлаждается в градирнях и возвращается в теплообменник котла.

Как там с ТБО?
А теперь проведем мысленный эксперимент. Особенно смелые могут его провести в реальности. Вывалим мусорный бак и отсортируем то, что мы хотим отправить в топку.
Газеты и журналы, сломанный стул, картофельные очистки и куски фанеры.
Чем это топливо отличается от угля, поступающего в котел ТЭЦ?
Высокой влажностью, большим количеством примесей и непостоянством состава. Ну что ж, просушим (используем тепло, которое производит наш мусоросжигатель), каким-то образом измельчим... И все равно получим "топливо" с огромным количеством примесей, и все время непостоянного состава и непостоянной теплотворной способности.
Такое топливо будет создавать следующие проблемы.
1. Большое количество негорючих, которые потребуют специального проектирования системы золошлакоудаления, при этом в отходах будут не только гвозди, но и весьма ядовитые компоненты.
2. Необходимость сложнейшей системы фильтрации, которая будет собирать золу разного состава и нейтрализовывать широчайший спектр выделяемых газов, большая часть из которых - не просто вредные, но ядовитые.
3. Переменный состав топлива потребует постоянно готовую систему подсветки. Калорийность дерева, которое нам кажется неплохим топливом, примерно вдвое-втрое хуже калорийности угля, поэтому и подсветка будет требоваться гораздо более серьезная, реагирующая на колебания состава топлива. И даже если ее организовать на основе природного газа, то все равно аварийные запасы мазута придется иметь.

Итак, что же мы имеем?
Если делать по уму, то есть в соответствии с законами РФ, в том числе нормами экологической безопасности, то потребуется:
1. Довольно тщательная сортировка ТБО все равно необходима.
2. Стоимость системы топливоподготовки в разы выше стоимости аналогичной для угля.
3. Сложность и стоимость системы фильтрации в разы сложнее и до многократно дороже аналогичной для угольной ТЭЦ.
4. И все равно часть газов не удастся нейтрализовать, следовательно, для выполнения требований по выбросам придется строить дымовые трубы гораздо более высокие, чем это делается для обычных ТЭЦ сопоставимой мощности.
5. Система золошлакоудаления, которая у обычной ТЭЦ - боль и кошмар эколога, здесь должна быть еще сложнее, дороже, надежней. И должна включать химлабораторию для определения содержания, поскольку даже неядовитые элементы топлива могут дать ядовитые продукты сгорания.

Совершенно ясно, что стоимость строительства и эксплуатации такого мусосросжигательного завода многократно превысят стоимость "нормальной" угольной ТЭЦ. Также такое хозяйство потребует работы квалифицированных специалистов существенно более широкого набора профилей и в большем составе, чем это требуется на ТЭЦ.

Каковы возможные максимальные объемы производства энергии на мусоросжигании в Московском регионе?
Количество ТБО, производимого в Москве, составляет от 3,5 до 5,5 млн т в год, по разным данным, 50-70% - потенциально горючие, после высушивания получим 1,5-3 млн т топлива с калорийностью около 10 кДж/кг. КПД ТЭЦ - 35%, то есть мы получим из всех московских ТБО в лучшем случае всего лишь 1,5-3 млрд. кВтч. Кажется, немало, но это - всего лишь 2-3% от общего энергопотребления Москвы и области! Это примерно вдвое меньше, чем производит за год такая, например, входящая в Мосэнерго станция, как ТЭЦ-27, расположенная в районе Алтуфьево.

Стоимость энергии, производимой на таком производстве, превысит стоимость "угольной" энергии в разы, и, конечно, превысит еще сильнее стоимость производства энергии на московских газовых ТЭЦ. Напомню, что благодаря реформе системы энергетике в России, у нас существует рынок электроэнергии для производителей и крупных потребителей. Поэтому мусорная энергия сможет быть продана на рынке только в том случае, если будут введены "мусорные" субсидии, покрывающие 2/3 или более стоимости этой энергии.

Итак, мусоросжигание - экологически весьма рискованное, экономически неэффективное, технологически сложное, энергетически незначительное. Так стоит ли огород городить?
А если вспомнить, как часто перенесенные на нашу почву технологии "упрощаются", теряют необходимые компоненты, да просто не выполняются...

Примечание.
Сжигание ТБО эффективно в одном случае и необходимо в другом. Вот эти случаи.
1. Крупное деревообрабатывающее производство производит огромное количество отходов древесины, коры и т.п. После соответствующей обработки это довольно качественное топливо, которое используется для нужд производства и даже на продажу (пелетты).
2. Отходы медицины, биологических экспериментов и т.п. для нейтрализации "сжигается" при высоких температурах (плазменные горелки), обеспечивающих гарантированное уничтожение.

Белорусская АЭС?

В Белоруссии строится АЭС.
Сначала планировали потратить $6 млрд, потом добавились еще $3 млрд на инфраструктуру, потом оказалось, что в Белоруссии таких денег нет и надо занять у России, заняли в 2011 в итоге $10 млрд.
Под честное слово батьки, что потратят их на АЭС, а не на пармезан для дальнейшей его перепродажи в Россию.

Окупается ли проект?
Я создал простенькую модель, задал коэффициент использования КИУМ=70%, сроки ввода блоков в соответствии с планами (2018 и 2020), ставку дисконтирования 5% (столько не бывает, на российских энергетических проектах с железной гарантией всего 8-10%) в общем, все допущения в пользу проекта.
Ну и получается, что проект окупится через 25 лет с начала строительства, если на каждом кВтч будет зарабатываться прибыль в $0.14 или, по теперешнему курсу, 9 российских рублей. Прибыль. Плюс расходы на содержание объекта. То есть продавать энергию надо по 10 рублей минимум.
За такие деньги в России, Украине или самой Белоруссии эту энергию никто не купит. Остается европейский рынок. Попробуем туда.
Есть ли рынок сбыта?
Как известно, вся Европа дружно увеличивает объемы ВИЭ. к 2020 она дойдет до 20%, в ряде стран уже сейчас около половины энергии вырабатывается на ВИЭ. Особенностью ветра и солнца является зависимость выработки от природных условий. Поэтому для обеспечения надежности ВИЭ строят с избытком, широко используют перетоки энергии из разных частей континента, и резервируют мощности маневренными источниками энергии, которые легко набирают мощность и способны быстро ее сбрасывать. К последним относятся в первую очередь газотурбинные установки. Несколько хуже годятся парогазовые, еще хуже - угольные ТЭС. И никак не годятся АЭС российского производства, поскольку по ряду причин основой режим их работы - базовый, маневрирование мощностью для них непроектный режим, сейчас по необходимости эксперименты по маневрированию проводились в Украине на ХАЭС с близкими по типу реакторами, вот мнение инженера, который занимается эксплуатацией.
Итог
В итоге получается, что рынка сбыта у БАЭС не будет, окупаемость не достигается, и если бы проект не содержал дополнительных составляющих, то его следовало бы прекратить немедленно.
Дополнительные составляющие - это обязательства белорусской стороны $$ из госбюджета России аккуратно переправить подрядчику строительства, АО "Атомстройэкспорт", который уж знает, как ими распорядиться. Руководство АО небезупречно, мягко говоря...

Проблема энергоснабжения Крыма

В том случае, если Крым окажется в составе РФ, при однозначно  недружественной Украине, возникнет проблема зависимости Крыма от ресурсов, поставляемых с материка. В настоящее время ключевые ресурсы (электроэнергия, пресная вода) примерно на 80% поставляются из Украины.
Здесь рассмотрю только вопрос энергоснабжения.
Горячие (и неосведомленные) головы предлагают "кинуть кабель под Керченским проливом", и запитать таким образом Крым электроэнергией.
Рассмотрим кратко несколько вопросов.
1. Сколько электроэнергии нужно.
2. Где ее взять.
3. Как ее доставить.
4. Как ее распространить по территории Крыма.
5. Сколько на это потребуется?

1. Потребная мощность - 1200 МВт. Примерно 200 МВт покрывается собственной генерацией (ТЭЦ, ветропарки, солнечная энергетика). При этом возобновляемая энергетика зависима от погодных условий и (солнечная) времени суток. Еще 200 МВт поставляет ОАО "Мобильные ГТЭС" (произведены установки на гниющем западе - General Electric, Rolls-Royce и Pratt&Whitney). Но эти мобильные ЭС надо развернуть, обеспечить питание газом и резервным топливом. Требуется также резервирование, не менее 20%. Итак, надо обеспечить дополнительно около 1000 МВт мощностей.

2. Есть ли достаточное количество энергии в Кубани? Ответ - нет. Кубань дефицитна и более чем на 60% обеспечения энергии - со стороны других краев и областей России по электросетям.

3. Итак, требуется доставить 1000 МВт энергии. Энергосистема Кубани развивалась последние годы, но, конечно, без учета этих нагрузок. Итак, следует построить несколько подстанций и по крайней мере 2 линии 500 кВ протяженностью более 300 км каждая. На территории Краснодарского края, Ставропольского края, Ростовской области. Также необходимо проложить по крайней мере 2 нитки подводного кабеля на 220кВ или 500кВ по дну Керченского пролива в разных его местах, построить соответствующие "переходные устройства" на обоих берегах Керченского пролива. Протяженность каждой нитки - не менее 5 км.

4. Итак, мы получили мощности на берегу Крыма. Оказывается, без серьезнейших инвестиций в Крымские сети никакой пользы от этого не будет. Систепа подстанций и сетей полуострова рассчитана на запитку по самому высокому напряжению с севера, затем идут сети более низкого напряжения. Чтобы изменить направление потоков, следует построить по крайней мере 2 ЛЭП 500 кВ протяженностью по 200 км каждая к существующим узлам электросетей.

5. Сколько потребуется?
Времени.
Проектные работы, изменение схемы функционирования сетей на территории России и Крыма, строительные работы - не менее 2 лет при крайней мобилизации всех проектных, строительных и эксплуатирующих организаций, без согласований. Более реальное время - 4 года.
Средств.
Строительство ЛЭП 500 кВ стоит (на этапе строительства) около 300-500$ тыс/км. итого получаем 1000 км - $300-500 млн.
Строительство подстанций - порядка $30 млн, их надо не менее 4, плюс соединительные устройства, реконструкция - получаем еще $200 млн.
Кабель. В общих затратах - не так дорого, на больших проектах стоимость порядка 2$ млн/км, здесь будет, естественно, выше. И - небольшой нюанс. В РФ нет собственных технологий производства и прокладки кабеля такой мощности, так что придется закупать на Западе. По сумме - еще $20 млн.
Итак, "независимость" Крыма от Украины по электроэнергии будет стоить (себестоимость с учетом проектных работ, отчуждения земли и тп) порядка $1 млрд и займет не менее 2, а вероятнее 4 года.

Выводы.
Автономное электроснабжение полуострова Крым - длительное крупнозатратное мероприятие. Зависимость от поставок с Украины сохранится, риск повреждения сетей в случае начала боевых действий на перешейке крайне высок.
В случае обострения ситуации переброшенные мощности могути запитать только военные объекты и окружающую инфраструктуру.

UPD1 Некий Новак, министр энергетики РФ, обещает в интервью Коммерсанту 01.04.2014, как все будет хорошо, что они перетащили в Крым 1400(!) дизель-генераторов и тащат 4 ГТУ из Подмосковья. Судя по всему, по состоянию на 22.12.2014, "хорошо" не стало. Еще одно обещание - избавиться от зависимости примерно за 2 года. Замечу, из этих 2 лет прошло уже с момента интервью 9 месяцев, то есть побольше трети отмерянного срока.

UPD2 Итак, прошло 9 месяцев. И ВНЕЗАПНО оказалось, что все это время ушло на то, чтобы возник "проект у чиновников", то есть некая концепция строительства. От которой до появления проекта отделяет процесс проектирования. Который еще не начался. И в интервью уже некоего "министра энергетики Крыма", С.Егорова (ракетчик, в отличие от Новака - металлурга по образованию), говорится, что строительство первой очереди начнется в 1 квартале 2015 (не может быть ничего более обстоятельного, чем забор - ведь проекта-то нет!), а закончится в 2016. А в полном масштабе - в 2018.

Итак, "оптимисты", которые обещали чудеса энергетики, про свои обещания забыли, а срок оказался ровно тот же, что я в указал - от минимальных 2 (из которых впустую потрачен почти год) и до 4, то есть как раз до 2018 года.

UPD3 Для передачи 350 МВт под водой требуются несколько вот таких кабелей (Стоит 1400$ за метр) на напряжение 110кВ, а лучше - 220 кВ. Их производят считанное число компаний. В России таких производств нет. Ограничения на работы в Крыму для международных компаний усилились. Китай или Индия? Сомневаюсь.

Копоть трамвая или Не все так просто

Вдруг возник интересный вопрос - какой вид транспорта экологически чище, трамвай или автомобиль.
Простейший ответ - "конечно, трамвай" заведомо не подходит, поскольку учитывает только сиюминутный фактор.
Прежде всего, что такое трамвай?
Это вагончики, которые под действием электротяги по рельсам возят пассажиров.
Как мы знаем, электричество берется из розетки, а туда попадает по проводам. Впрочем, это еще неизвестно - у некоторых в домах розетки торчат прямо из стены без каких-либо проводов ;)
- краткая лекция по энергетике - подробности - устрою вот ужо лекцию!
1. На ТЭЦ, АЭС или ГЭС генерируется электроэнергия. ГЭС очень фондоемки, относится к возобновляемой энергетике, но очень серьезно влияют на рельеф, биосреду и даже климат. АЭС - это огромная история с топливом, строительством и потом утилизацией топлива и здания. ТЭЦ - работают на газе (европейская часть РФ, Урал) и угле. Резервное топливо - мазут.
2. Генератор вырабатывает энергию, ее передают в электросети, где, пройдя ряд преобразований и потерявшись по дороге, электроэнергия наконец
3. Попадает к потребителю - трамваю.
КПД ТЭЦ - от 37 до 51%, среднее значение указать невозможно, т.к. в пиковые часы в Москве энергии не хватает и вслед за наиболее эффективными ТЭС и АЭС (изменять нагрузку которых со времен Чернобыля зареклись)  сначала загружаются низкоэффективные генераторы, а потом идет передача из более удаленных регионов. Пики в Москве покрывают ГЭС Поволжья. Сколько теряется, также сложно точно указать.
Однако для понимания - стоимость 1 кВтч на генераторе - около 1 рубля. У потребителей на низком напряжении - 2,80 - 4 руб. Разницу мы отдаем сетям на их содержание и оплачиваем потери. То есть если генератору нужно произвести 2 кВтч чтобы, с учетом потерь, мы получили 1 кВтч, то генератору мы должны заплатить за 2. Вот такой удивительный товар. (Но это лучше, чем платить в 10 раз больше, чтобы покрыть расходы производителя на телерекламу!).

Два вопроса. Как можно поднять КПД? КПД ТЭЦ ограничивается (кто учился в школе после 7 класса - "цикл Карно" - слова для ассоциаций) принципиальными ограничениями, преодолеть их очень сложно. Передача тоже имеет потери вынужденного характера. Все отличники помнят, что проводник имеет сопротивление, то есть потери энергии неминуемы. Да, есть попытки (и удачные!) сделать сверхпроводящие линии, но все они очень дороги и для поддержания сверхпроводимости также требуется энергия.

Автомобиль. ДВС имеет КПД около 50% (вот так-то!), а дальше идут потери на трение и т.п., работу в неоптимальном режиме. То есть по КПД в итоге автомобиль превосходит-таки трамвай. Однако - есть еще затраты на превращение нефти в бензин, впрочем, и уголь и газ не сами собой попадают в горелки ТЭЦ.

Большим преимуществом трамвая (и, быть может, троллейбуса) является возможность рекуперации. То есть, превращения энергии движения не в тепло в тормозных колодках, а в электроэнергию. К сожалению, я не знаю, является ли это свойством всех трамваев и троллейбусов. Однако, это является свойством гибридных авто. За счет чего в городском цикле их потребление падает примерно в 2 раза. Эй, Прохоров, где твой Ё-Мобиль, наконец?

Ну и, конечно, стоимость инфраструктуры. для авто требуется дорога. Для трамвая - стальные рельсы. По которым он и едет, и, кстати, сопротивление качению на рельсах заметно ниже, чем на шинах по асфальту. Это - еще один выигрыш трамвая. Впрочем, он оборачивается повышенной опасностью трамвайных путей и по-хорошему кроме трамвая по ним ездить никто не должен. Поэтому трамвай - это полное отчуждение земли. Для предлагаемого маршрута скоростного трамвая по Ленинскому - 14 км * 9,5 м = 135 тыс м2 или 13 с лишним га московской недешевой земли.

Таким образом, ответ на вопрос, какой вид транспорта "чище", "эффективней", экологичней, абсолюно неоднозначен.