Спасибо, что есть термояд: он заменит и уголь, и нефть

Есть некоторые технические сложности на пути реализации воспроизводства ядерного топлива в действующих реакторах. Но станции на быстрых нейтронах уже есть, работают, это направление считается перспективным и будет развиваться.

Запасы нефти уменьшаются. Угрожает ли нам энергетический голод? В ближайшем будущем - нет, до середины столетия продержимся, говорят ученые. Но удовлетворение наших ненасытных "энергоаппетитов" при расточительном, неэффективном использовании ресурсов чревато неприятными последствиями. Ученые продолжают ломать головы над тем, как сделать энергетику более дешевой, безопасной, и разработки уже есть.

Например, реактор на быстрых нейтронах - бридер - по сути мало чем отличается от обычного. Топливо то же самое - уран, в котел загружаются два изотопа: уран-235 и уран-238. В бридере запускается процесс, при котором выгорание одного топлива - урана - сопровождается образованием нового - плутония. Есть некоторые технические сложности на пути реализации воспроизводства ядерного топлива в действующих реакторах. Но станции на быстрых нейтронах уже есть, работают, это направление считается перспективным и будет развиваться.

Термоядерный реактор экологически почти безупречен: в нем сливаются ядра легких элементов, в основном изотопов водорода, на выходе реакции - инертный газ гелий. Только сам процесс управления очень уж энергоемкий, и пока удается удерживать реактор в рабочем режиме лишь несколько минут. На маломощных термоядерных реакторах отношение затраченной мощности к отдаваемой близко к единице, то есть полезного выхода практически нет, тогда как нелюбимые экологами ТЭС имеют КПД 50-60 процентов и стабильно пыхтят десятилетиями. Но есть обнадеживающий научный прогноз: если построить мощный термоядерный реактор, потребляющий, скажем, 50 мегаватт, то на выходе он даст 500 мегаватт, то есть в 10 раз больше. Международный экспериментальный термоядерный реактор ИТЭР будет именно таким - мощным, это гигантское сооружение будут строить несколько лет, затем проводить исследования, и только после этого, возможно, появятся промышленные варианты.

- Сегодня атомный реактор - вещь довольно дорогостоящая. Если мне память не изменяет, один блок станции стоит 3-4 млрд. долларов. Делают его таким дорогим системы безопасности. Атомная энергетика становится дорогой по отношению к традиционной, - комментирует заместитель директора Института ядерной физики СО РАН академик Эдуард КРУГЛЯКОВ. - Если перейти на реакторы на быстрых нейтронах, то возникает вопрос, сколько это будет стоить. Сколько будет стоить мегаватт термоядерной энергии и сколько будет стоить мегаватт энергии, полученной с помощью реакторов на быстрых нейтронах? Никто вам сегодня ответа на этот вопрос не даст.

- Почему?

- Чтобы все рассчитать, нужны машины, реакторы, с полным циклом испытаний - это работа на десятилетия, не на полгода-год. Причем могут возникнуть подводные камни, о которых сегодня мы и не догадываемся. То же самое "термояд". Он в каком-то смысле хорош тем, что пожары невозможны, да и показатели радиоактивности на площадке низкие. Но с другой стороны, для того чтобы довести разработки до инженерного уровня, когда вы сможете ставить электростанцию, нужно еще двадцать лет...

Другое направление в энергетике, которое сейчас активно развивается, - водородное. На автосалонах последних лет вовсю демонстрируют машины с водородным двигателем. Водород, соединяясь с кислородом, образует воду, то есть продукт сгорания водородного топлива абсолютно экологичен. Проблема в добыче, хранении и транспортировке водорода. С одной стороны, его кругом полно - в воде, в органических отходах, в минералах. Но это топливо обладает повышенной взрыво- и пожароопасностью, особые меры предосторожности опять-таки приведут к удорожанию водородных киловатт-часов. Сейчас ученые предлагают аккумулировать и хранить водород в так называемом твердофазном связанном состоянии в наноструктурных материалах. Это будет безопасно, но пока очень дорого.

- То, что водородная энергетика дает экологически чистое топливо, отсутствуют выхлопные газы, - это все чистая правда, - продолжает Кругляков. - Но как глобальная энергетика водородная не может рассматриваться. Проблема в том, где брать водород. В чистом виде в природе его не существует. Получать водород можно за счет электролиза воды, но для этого нужно расходовать энергию. А где ее брать? Я не вижу возможности использовать водородную энергетику как альтернативу атомной, термоядерной энергетике.

- Эдуард Павлович, а как вы относитесь к использованию возобновляемых источников энергии - солнцу, ветру?

- Как основной, базовый источник энергии такие виды энергии тоже не годятся. Сейчас в Европе строятся ветровые электростанции. Но самая большая в мире ветровая электростанция стоит, не работает, почему? Фирма, которая даже получила от американского правительства налоговые льготы, то есть не платила налоги, разорилась. Возникают проблемы. Во-первых, "ветряки" не все время вырабатывают энергию, а только пока дует ветер, значит, нам надо уметь аккумулировать, сохранять энергию. Во-вторых, возле ветровых электростанций просто невозможно жить. Представьте себе, недалеко друг от друга гигантскими лопастями машут десять тысяч генераторов. Вой стоит чудовищный. Спрашивается, можно ли такую энергетику рекомендовать?

Все новые решения требуют огромных затрат, все старые с учетом их вредности - обходятся еще дороже. Между тем многие ученые выступают за экономию энергоресурсов. Всеобщая аккуратность, бережливость и ответственное отношение к проблеме могут отодвинуть энергетические кризисы и экологические неприятности на десятки лет.

***

ЦИФРА

Потребление энергии растет, прогнозы экспертов таковы: с 2000-го до 2020 года оно увеличится в три раза, с 2020-го по 2050-й -еще втрое. Количество потребителей тоже пока прибывает: сегодня их на планете 6, 5 миллиарда, а к 2050 году демографы обещают 11 миллиардов, если рождаемость останется на прежнем уровне.

***

КОММЕНТАРИЙ ЗАКОНОДАТЕЛЯ

ВАЛЕРИЙ ЯЗЕВ, председатель Комитета Госдумы по энергетике, транспорту и связи

Одна из главных сегодняшних проблем - исчерпаемость запасов урана в мире. Как ни парадоксально звучит, все считали, что его запасы практически бесконечны, но если использовать атомную энергетику только на тепловых нейтронах, а используется 0, 711 процента урана (таково содержание урана-235), то он кончится где-то вместе с нефтью и газом лет через 60-70. Уже треть мировых запасов, а их всего около 10 млн. тонн, использованы. Эта проблема чрезвычайно актуальна для России, где нет масштабных месторождений урана, мы работаем на чужом сырье, обогащая его и используя старые складские запасы.

Другой вопрос - мы подписали договор СНВ-1, в результате которого и у нас, и у них снято с боевого применения по 34 тонны плутония, это несколько тысяч атомных бомб. Сегодня и мы, и американцы храним плутоний. На его хранение тратятся гигантские средства. Американцы в рамках СНВ-1 должны были построить в России завод по производству так называемого МОКС-топлива, для того чтобы сжигать плутоний в реакторах типа ВВЭР-1000 и ВВЭР-1500, но финансирование заторможено, а нужно на эти цели около 2 млрд. долларов. К слову сказать, на строительство четвертого энергоблока БАЭС с реактором на быстрых нейтронах БН-800, который может в больших объемах утилизировать оружейный плутоний, нужно 1, 2 млрд. долларов.

Мы прогадаем, если не пустим реакторы на быстрых нейтронах. Мир в это время может шагнуть еще дальше. Россия уже отстает по водородной тематике от остального мира, В Свердловской области есть Уральский электрохимический комбинат, который выпускает электрохимический генератор тока, это, по сути, элемент водородной экономики. Мы остались на уровне 80-х годов, а по Европе "мерседесы" ездят с водородными двигателями. Там уже принята программа по переводу транспорта на водород.