Илон Маск прав: термояд не нужен. Будущее, которого у нас не будет

 Илон Маск прав: термояд не нужен. Будущее, которого у нас не будет — Naked Science (naked-science.ru) 

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Термоядерный реактор изнутри / ©Wikimedia Commons

Сперва констатируем факт: на планете есть серьезный энергетический кризис. Углеродного топлива на ней достаточно, это правда. Но даже самое безопасное из них, природный газ, убивает по 4000 человек на каждый триллион выработанных киловатт-часов. Уголь, не говоря уже о биотопливе, убивает много больше — ведь при сгорании он дает больше микрометровых частиц (PM2,5). А именно они, проникая через легкие в кровь, убивают людей, вызывая тромбозы, инфаркты и инсульты, которые все мы принимаем за обычные «болезни, вызванные стрессом». В США от тепловой энергетики умирают десятки тысяч людей в год, а в мире речь идет как минимум о сотнях тысяч погибших ежегодно. Эта проблема давно и серьезно беспокоит ученых, советские академики еще в 1980-х считали отказ от тепловой энергетики неизбежным будущим — именно из этих, экологических соображений.

Современной публике эта ситуация известна мало, и вы не услышите о ней от политиков. Однако и публике, и политикам известны другие соображения, требующие отказа от углеродной энергетики – «потепленческие». По ним, глобальное потепление — катастрофа, и чтобы ее избежать, от углеродных топлив надо отказаться.

«Термоядерная энергия не нужна».

Илон Маск

Мы уже не раз писали, что в действительности глобальное потепление снижает смертность. Например, в последнем исследовании по этой теме — на 15 тысяч человек в год только за последние 20 лет. Писали мы и о том, что антропогенные выбросы углерода привели к рекордному расцвету земной растительности и значительному росту урожаев. Но все это вовсе не означает, что с углеродным топливом не надо бороться. Тезисы советских академиков ничуть не устарели и сегодня: углеродное топливо убивает огромное количество людей каждый год, и в России — в том числе.

Так что же современная наука и технологии могут предложить, чтобы, наконец, покончить с этой невидимой войной, дающей сотни тысяч убитых ежегодно? Когда уже термоядерная энергетика выключит последнюю ТЭС? Увы, никогда.

Плюсы термояда неоспоримы…

Термоядерная энергетика с 1960-х — полвека! — обещает нам невиданные перспективы. Килограмм плутония при распаде дает 23,2 миллиона киловатт-часов (в пересчете на тепло), а килограмм дейтерия и трития в термоядерных реакторах — 93,7 миллиона киловатт-часов на килограмм. Разница – в четыре раза, что много. К тому же, воды на планете больше, чем ядерного топлива, а 1/6500 всей воды – суть дейтерий, термоядерное топливо.

Второе преимущество термоядерного реактора: при слиянии ядер атомов его топлива получается гелий и нейтрон. Нейтрон так или иначе из реактора далеко не улетит, а гелий безвреден. Какое-то количество радиоактивного трития в процессе утекает из зоны слияния ядер, но из реактора не выходит, да и радиоактивность от него, если честно, ничтожная. Полураспад трития — 12,3 года, заметно меньше, чем у типичных опасных изотопов, остающихся от распада атомов урана и плутония (это, например, нестабильные изотопы цезия). Если с отработавшим топливом АЭС ничего не делать, оно останется небезопасным тысячи лет. Отработавшее топливо термоядерного реактора будет безопасно уже через 150 лет.

Общая схема реакций в современных термоядерных реакторах. Ядро атома дейтерия (один протон и один нейтрон) сливается с ядром атома трития (один протон и два нейтрона). В итоге получается одно ядро атома гелия (два протона, два нейтрона) и один лишний нейтрон высокой энергии / ©Wikimedia Commons

Третье преимущество термоядерного реактора: в отличие от ядерного, в нем невозможна самоподдерживающаяся реакция. Без огромных усилий по поддержанию высокого давления и температуры реакция сразу остановится. Окружающее вещество реактора реакцию подпитать никак не может: там ядра атомов тяжелее дейтерия и трития. Их слияние просто не даст выделения энергии, которое могло бы расплавить активную зону (как на Фукусиме) или перегреть теплоноситель (как в Чернобыле). Явный плюс по безопасности. По крайней мере, так кажется на первый взгляд.

Увы, все эти преимущества, о которых нам рассказывали десятилетия, мягко говоря, не совсем точно описывают ситуацию. Не более, чем рассказы о грядущем переходе на «сплошную солнечную и ветровую энергетику».

…Или нет

Начнем с повышенной отдачи на единицу топлива. Бесспорно, дейтерий и тритий дают вчетверо больше энергии на килограмм топлива, но есть нюанс. Он в том, что никакого дефицита топлива нет и в ядерной энергетике — даже близко. Напомним: в России уже работает реактор, использующий плутоний. Это реактор-размножитель: в нем плутоний можно нарабатывать из обычного урана-238, получая на выходе больше делящегося топлива (плутония), чем на входе.

У одной только России уже добытого урана-238 более 700 тысяч тонн. Даже при скромном КПД в 34% из этого можно получить более 5,5 квадриллионов киловатт-часов. Это потребление всей планеты за более чем 200 лет. Надо понимать, что уже добытого урана-238 в других странах тоже довольно много. То есть, используя быстрые реакторы и не добывая никакой урановой руды вовсе, человечество сможет покрывать свои энергетические потребности многие столетия. Если же оно еще и руду будет добывать, то в ближайшие десятки тысяч лет о проблеме «нехватки топлива» следует сразу забыть. И это мы даже не затронули тот факт, что урана в морской воде много больше, чем в урановых рудах на суше.

Второе преимущество термояда — малый срок опасности его радиоактивных отходов — имеет похожую степень актуальности. Дело в том, что уже существующие быстрые реакторы типа БН-800 позволяют вовлечь в работу 95% всего отработавшего топлива. Планируемый к постройке в Сибири реактор на расплаве солей способен вовлечь в энергетический цикл еще 4%. Остается один-единственный процент — но он состоит из изотопов, которые уже через 500 лет будут иметь радиоактивность на уровне природной урановой руды.

У термояда этот срок равен 150 годам, что кажется преимуществом. Но дело в том, что для обеспечения энергией всей планеты на 500 лет вперед нужно порядка 10 миллионов тонн ядерного топлива. Один процент от этого числа — сто тысяч тонн. В силу высокой плотности ядерного топлива, это всего несколько тысяч кубометров. Если все их собрать в одном месте, то получится куб со стороной менее 20 метров. Речь идет о крайне малом объеме, который легко можно хранить прямо на открытых площадках работающих АЭС, как это, собственно, и делается с радиоактивными отходами сегодня, в прочных контейнерах.

Списанный по старости контейнер для перевозки отработавшего ядерного топлива в Британии в 1984 году проверили на устойчивость к крушениям, направив в него поезд на скорости 160 километров в час. Несмотря на мощный удар, уничтоживший локомотив и платформу, на которой находился контейнер, сам он остался цел / ©Wikimedia Commons

А вот отходы термоядерной энергетики, хотя и меньшие по массе, но радикально менее плотные. Поэтому, несмотря на срок хранения в 150 лет, места на открытых площадках они займут примерно столько же, сколько и отходы ядерных реакторов.

Хорошо, но что с безопасностью? Кажется, здесь-то преимущество термояда неоспоримо: у него неконтролируемого разгона реактора быть не может?

И опять утверждение по существу верное… но опять есть нюанс. Он в том, что в современных атомных реакторах тоже не может быть никакого серьезного неконтролируемого разгона — просто в силу законов физики. Если в существующей АЭС начнется разгон реакции деления ядер, и само топливо, и теплоноситель рядом с ним нагреются. В обычном серийном реакторе тепло отводит вода — и при перегреве она закипит, резко потеряв в плотности. Но та же вода замедляет тепловые нейтроны, и если она становится менее плотной — замедление падает. Быстрые нейтроны захватываются ураном-235 намного хуже, чем медленные, — и реакция деления автоматически резко затормозится.

В быстром реакторе типа БН-800 ситуация иная. Замедлителя там нет, небольшую часть нейтронов захватывает натриевый теплоноситель. Но и он при нагреве резко теряет плотность и меняет тем самым нейтронные свойства внутри реактора. Тот опять-таки тормозится. Сам, просто в силу законов физики.

То есть, да, термоядерный реактор не может неконтролируемо разгоняться… но это не дает ему никаких преимуществ над современными АЭС, потому что они тоже не могут этого сделать.

А как же Чернобыль — почему там был неконтролируемый разгон и гибель людей? Все дело в том, что там был реактор совсем другого типа — немодернизированный РБМК. Строго говоря, сам по себе он тоже не мог неконтролируемо разогнаться. Но при проектировании допустили просчет, из-за которого замедление нейтронов в активной зоне при вводе аварийных стержней торможения росло, а не падало. Этот недостаток был известен проектировщикам, и они уведомили о нем АЭС с такими реакторами — но сделали это непонятным для обычных людей языком, отчего и случился Чернобыль.

«Современные ядерные реакторы безопасны — вопреки тому, что думают люди».

Илон Маск

Но у сегодняшних реакторов такая ситуация невозможна по чисто физическим причинам: они исходно спроектированы так, что нажатие педали «ядерного тормоза» не ведет к их разгону, как это было с РБМК.

Подведем итоги. Все три теоретических преимущества термоядерных реакторов — избыток топлива, решение проблемы радиоактивных отходов и безопасность — уже решены для атомных реакторов. Более того, как мы покажем ниже, это далеко не все.

Почему ядерные реакторы будут лучше термоядерных и через полвека?

Ключевая проблема термояда заключается в том, что он экономически не сможет конкурировать с АЭС — скорее всего, никогда.

Все дело в том, что для слияния ядер атомов им нужно преодолеть кулоновский барьер. В центре Солнца это делать просто: кругом десятки миллионов градусов и огромное давление. В термоядерном реакторе такого давления нет и нужно компенсировать это дополнительным нагревом — минимум до ста миллионов градусов. Жарче, чем в центре Солнца, и в тысячи раз жарче, чем на его поверхности.

Для удержания плазмы в термоядерном реакторе ИТЭР нужно 25 сверхпроводниковых электромагнитов. Каждый из них — крупнейший в мире и весит 400 тонн. Диаметр — до 18 метров. На фото один из них находится слева, в центре — камера для его пропитки, справа — упаковка для транспортировки магнита. В сумме 25 магнитов весят десять тысяч тонн / ©tnenergy.livejournal.com

Термоядерный реактор нагревает плазму с дейтерием и тритием до таких температур за счет ее удержания сильнейшим магнитным полем. Сильнейшее оно потому, что если такую плазму не удержать в центре вакуумной камеры, то она повредит любой мыслимый материал — просто прожжет его.

Так вот: магнитная ловушка такого типа требует больших, сверхмощных магнитов, сделанных из сверхпроводящих материалов — и охлаждаемых жидким гелием. Установка такого удержания фантастически сложная и очень трудоемкая. В том числе и за счет нее экспериментальный термоядерный реактор ИТЭР стоит 25 миллиардов евро. Это цена шести гигаваттных реакторов Росатома — с годовой выработкой в полсотни миллиардов киловатт-часов. Что, напомним, равно одной двадцатой энергопотребления такой страны, как Россия.

Тор для удержания плазмы в термоядерном реакторе имеет сверхмощные электромагниты из сверхпроводящих материалов. Это весьма трудоемкая конструкция, несопоставимо сложнее, чем у стенок атомного реактора / ©Wikimedia Commons

А вот у ИТЭР мощность совсем не полдюжины гигаватт, а лишь 500 «тепловых» мегаватт. Причем реактор экспериментальный — он не может выдать ее постоянно, только во время коротких импульсов. Да и его энергозатраты в режиме нагрева могут превышать 700 мегаватт, что больше, чем возможная энергетическая отдача.

Представим себе на секунду, что все проблемы термоядерных реакторов решены, они держат плазму постоянно и не затрачивают на ее разогрев вообще нисколько энергии. Может быть, термояд станет конкурентоспособным хотя бы тогда?

Увы, нет. При существующих и перспективных типах реакторов это просто невозможно. Возьмем тот же ИТЭР: реактор там высотой 30 метров и диаметром 30 метров, мощность, напомним, всего 500 тепловых мегаватт в импульсе. Обычный атомный реактор БН-800 имеет высоту активной зоны меньше метра, а диаметр порядка 2,5 метра. При этом его постоянная (а не импульсная) тепловая мощность — более 2000 мегаватт. Кстати, будущие термоядерные реакторы будут еще крупнее ИТЭР. Ясно, что здание вокруг ИТЭР (и его преемников) нужно радикально крупнее и дороже, чем вокруг БН-800 (и это так и есть на практике).

Здание токамака (фактически, термоядерного реактора) — размерами 120х90 метров, высотой в семь этажей, весом в 300 тысяч тонн, стоимостью в 250 миллионов евро, строилось семь лет / ©ITER

Кроме этого в стоимость термоядерного реактора надо включить большую вакуумную камеру (в которой атомный реактор не нуждается). И огромный набор сверхпроводящих магнитов с охлажденным жидким гелием. Легко понять, что при их учете экономически сравнивать термоядерные и ядерные электростанции довольно сложно.

Отдельно оговоримся: все это остается верным при любых изменениях в ценах на дейтерий, тритий, уран или плутоний. Дело в том, что даже у АЭС доля цены топлива в итоговом киловатт-часе — всего 5%. Мыслимые изменения этой цены, таким образом, на стоимость электричества почти не влияют. Больше всего влияют капиталовложения при строительстве — и они у термоядерных реакторов намного выше. И останутся выше во всем обозримом будущем.

Причина — все в той же физике. Чтобы запустить атомный реактор, достаточно просто поднести друг к другу стержни с плутонием-239 или ураном-235. Нейтроны, которые их атомы испускают спонтанно, сами запустят цепную реакцию деления ядер. Чтобы запустить термоядерный — нужна многометровая вакуумная камера с сотней миллионов градусов в ее центре. Нет никаких путей развития, которые позволили бы такому сооружению иметь ту же цену, что небольшая (2х1 метр) емкость с натрием — безо всякого вакуума, и с температурами заведомо ниже одной тысячи градусов.

Криокомбинат ИТЭР — самый большой в мире. Газгольдеры, генераторы азота, компрессоры азота, колонны сжижения азота, компрессоры гелия, системы очистки гелия, вакуумные боксы для сжижения гелия — все это немаленькое здание обслуживает нужды сверхпроводящих магнитов токамака. У всех остальных типов электростанций в мире просто нет таких экзотических и недешевых потребностей, как жидкий гелий / ©Wikimedia Commons

Основная часть стоимости и АЭС, и термоядерных электростанций — это капиталовложения. И у последних они всегда будут много выше, чем у АЭС. А это заведомо перекрывает любую экономию из-за меньшей массы потребляемого топлива.

Следует отдельно пояснить: несмотря на все сказанное, ИТЭР — замечательный научный проект, что-то типа Большого адронного коллайдера. Да, он дорог, но позволяет больше узнать о контроле над высокотемпературной плазмой, что рано или поздно может пригодиться и в совсем иных областях. Просто не стоит ждать от него будущего энергетического изобилия: за термоядерными реакторами нет такого греха, как низкие цены.

Что же получается — из энергетического тупика нет выхода?

Тот же Илон Маск считает, что нужды в термоядерном реакторе нет еще и потому, что в небе уже горит один такой. Достаточно собирать его энергию, полагает предприниматель, нет смысла пытаться построить новый. Однако, к сожалению, главным источником мировой генерации не может стать и солнечная энергетика. И это, если уж на то пошло, одна из причин, по которым все тот же Маск ратует за строительство реакторов атомных.

Мы не раз в деталях описывали, почему ветровая и солнечная энергетика не смогут закрыть энергетику углеродную. Для развитых стран это невозможно чисто технически, даже если вы оснастите их огромным количеством накопителей электроэнергии. Ведь и США, и ЕС, и почти все развитые страны мира находятся в тех частях земного шара, где зимняя выработка солнечных электростанций в разы ниже, чем летняя. Запасти энергию на полгода вперед нельзя: нужный объем аккумуляторов для США будет стоить столько же, сколько их годовой ВВП. Ветряки не смогут справиться с той же задачей из-за долгих морозных антициклонов, когда их выработка может упасть вообще до нуля.

Часть криокомбината ИТЭР изнутри / ©tnenergy.livejournal.com

Отдельно мы рассматривали и вопрос о том, почему водородная энергетика не в состоянии решить этот вопрос накоплением водорода, выработанного летом (и в период сильного ветра), и расходом этого водорода зимой. Если коротко: такой «зеленый водород» выходит настолько дорогим, что попытка его массового использования торпедирует даже самую сильную экономику.

Выше мы разобрали то, почему термоядерная энергетика никогда не сможет стать перспективнее ядерной. Получается, что никакого выхода нет вообще?

На самом деле, ситуация чуть более сложная. Выход, в теории, есть уже сорок лет — но на практике можно гарантировать, что им никто не воспользуется.

Взглянем на ситуацию трезво: сегодняшний мир не просто основан на углеродной энергетике, но и делает все, чтобы остаться основанным на ней в будущем. Каждый политик и каждый эколог, который выступает за полное замещение ТЭС ветряками и солнечными батареями, на деле выступает за вечную зависимость от ТЭС. Все дело в том, что мы очертили выше: ветряки и солнечные электростанции имеют нестабильную выработку, которая меньше всего в безветренные зимние морозные дни.

Один из девяти секторов вакуумной камеры термоядерного реактора ИТЭР. Каждый сектор весит 440 тонн, всего же вакуумная камера весит тысячи тонн. АЭС таких экзотических нужд, как глубокий вакуум, просто не имеют — сомнительно, что термояду когда-то удастся достичь цены ядерных реакторов. / ©Wikimedia Commons

Чем больше вы введете в строй ВЭС и СЭС — тем больше вы будете зависеть от электричества ТЭС зимой. Например, в основном ядерная Франция зимой зависит от ТЭС слабо: ее электростанции работают 24 часа в сутки, вне зависимости от погоды. Дания зимой зависит от ТЭС (в том числе ТЭС соседей) куда сильнее: в морозный антициклон ее ветряки стоят.

У этого подхода есть четко сформулированная еще при СССР безуглеродная альтернатива: атом. Атомные электростанции производят энергию по цене незначительно выше тепловых даже в России, где цены на газ намного ниже, чем в Азии, и несколько ниже средних для Европы. Еще в СССР было начато строительство АЭС, обеспечивающих не электричеством, а теплом — при том, что именно на тепло приходится основная часть энергетических трат нашей цивилизации. Более того: из исторического опыта известно (смотри график ниже), что скорость ввода АЭС может быть огромной, в разы выше скорости ввода солнечных электростанций и ветряков.

Цифры по горизонтальной оси показывают, сколько выработки безуглеродной электроэнергии на душу населения (в киловатт-часах) ежегодно добавляли разные страны в разные периоды времени. Голубым показан ввод атомной генерации, красным – ввод СЭС, розовым показан ввод ВЭС / ©Junji Cao et al.

На графике выше легко видеть: Франция и Швеция без малейшего перенапряжения экономики в 1980-х вводили в строй так много АЭС, что каждый год добавляли по 440-630 киловатт-часов «атомного» электричества на душу своего населения. Современные развитые страны потребляют примерно по 9 тысяч киловатт-часов на душу (в России, конечно, меньше — только 7 тысяч на душу). Значит, чтобы заместить углеродную энергетику современной развитой страны атомом, нужно 15-20 лет (за 15 справилась бы Швеция, за 20 — Франция). По историческим меркам — это почти мгновенное замещение.

Точно ясно, что солнечная и ветровая генерации таких темпов обеспечить не могут. И мы сейчас не только о Дании на графике выше — так же обстоят дела во всем мире. В 2020 году ввели 113 гигаватт ВЭС и 178 гигаватт СЭС. Их общая выработка в год — примерно 480 миллиардов киловатт-часов. Это значит, что СЭС и ВЭС за прошлый год добавили по 60 киловатт-часов выработки на душу населения на нашей планете.

Если вам кажется, что 60 киловатт-часов на душу в год — это в десять раз меньше, чем в Швеции 80-х, или в семь раз меньше, чем во Франции 80-х, — то не торопитесь с выводами. На самом деле все еще хуже, чем вам кажется.

Интересно, что ВЭС и СЭС не просто увеличивают зависимости от ТЭС, но еще и требуют вытеснения АЭС. Все потому, что АЭС, в отличие от ТЭС, нежелательно включать и выключать по несколько раз в сутки. А если их не выключать, то некуда будет девать солнечную энергию в полдень или ветровую энергию в те моменты, когда ветер дует сильнее всего. Фактически, солнечные панели и ветряки цементируют зависимость людей от углеродных источников энергии: без ТЭС, работающих на ископаемом топливе, СЭС и ВЭС просто не получится использовать / ©Jeanne Menjoulet, CC BY 2.0

Дело в том, что АЭС работает полвека на одинаковой мощности. Фактически, их мощность часто наращивают после пуска за счет теплотехнической оптимизации, но мы даже опустим этот момент. Итак, полвека на одинаковой мощности — а вот ветряк через 25 лет службы надо менять. Солнечная батарея за счет деградации теряет 0,5% мощности в год — то есть через полвека ее выработка упадет на четверть. Потом ее поменяют, потому что смысла терпеть снижения выработки уже не будет.

Если бы вместо этих солнечных и ветровых электростанций в 2020 году ввели АЭС с выработкой в 480 миллиардов киловатт-часов (60 киловатт-часов на душу населения планеты), то за свою жизнь эти АЭС выработали бы 480х50=24 триллиона киловатт-часов. Введенные же в реальности СЭС и ВЭС за жизни выработают — с учетом их меньшего срока службы — менее 15 триллионов киловатт-часов.

Это значит, что ввод безуглеродной генерации во Франции 1980-х был не в семь раз выше, чем ввод безуглеродной генерации в сегодняшнем мире. Нет, он был в двенадцать раз выше. Современный безуглеродный переход в двенадцать раз медленнее, чем он был в 1980-е годы.

Если мы будем строить СЭС и ВЭС в темпе 2020 года, то закроем все потребности мира в электроэнергии через (в теории) 50 лет. Именно такая цифра получается, если разделить потребление электричества в мире (24 триллиона киловатт-часов в год) на введенную в прошлом году солнечно-ветровую генерацию (480 миллиардов киловатт-часов).

На практике мы не сделаем это вообще никогда. Потому что через 25 лет введенные сегодня ветряки надо будет менять. А генерация солнечных батарей, введенных сегодня, через 25 лет уменьшится на 1/8. При сегодняшних темпах «обезуглероживания» мы будем как Алиса в Зазеркалье — все время бежать изо всех сил, просто чтобы оставаться на месте.

График роста углеродных выбросов по странам мира показывает, что основная их часть уже давно приходится не на западные страны. Это значит, что замена даже половины углеродной генерации там на СЭС и ВЭС довольно умеренно изменит траекторию развития мирового климата / ©Wikimedia Commons

Почему современные западные экологи и политики умалчивают об этих фактах? Отчего они не сообщают своим сторонникам, что современный безуглеродный переход на СЭС и ВЭС в дюжину раз медленнее, чем безуглеродный переход во Франции 1980-х? Почему не информируют, что при сегодняшних темпах «перехода» он не закончится вообще никогда, — потому что ветряки и солнечные батареи придется заменить раньше, чем удастся заместить углеродную генерацию?

Ответ на этот вопрос очень прост: они и сами не имеют об этом ни малейшего понятия. Ситуации такого рода случаются постоянно. Один ученый, столкнувшийся с подобным, описал ее так: «Люди часто думают, что политические решения основаны на неких научных открытиях или экспертных знаниях. Но в реальности, те, кто формируют политические решения, часто принимают их только потому, что те кажутся им «приятными на слух». А затем ученые с большим трудом пытаются понять, как бы это можно было реализовать».

Потребности в электроэнергии (серым, внизу) и в тепловой энергии (красно-коричневым) в Великобритании по месяцам. Хорошо видно, что потребление тепла в зимние месяцы в разы выше, чем электричества. Ни СЭС, ни ВЭС не смогут покрыть потребности в тепле зимой за разумные деньги / ©Wikimedia Commons

На практике, западные политики и экологи захотели перейти к солнечной и ветровой энергии потому, что она «приятна на слух». У них в прямом смысле очень удачные названия — они отсылают к природным явлениям, вроде солнца и ветра. Атом — название неудачное, оно отсылает к атомной бомбе. Поэтому, как мы уже писали, антиатомное движение заблокировало развитие АЭС в США еще до Чернобыля (и даже до Три-Майл Айленда).

Поэтому совершенно не важно, что Чернобыль за десятки лет убил меньше людей, чем ТЭС в США убивают каждый месяц. Неважно и то, что ни один другой ядерный инцидент на АЭС не убил ни одного человека. Несмотря на все это, шансы АЭС на замещение углеродной энергетики близки к нулю: они «не приятны на слух», ни политикам, ни экологам.

Из этого легко спрогнозировать будущее мировой энергетики и наше с вами. Политики и экологи Запада будут триумфально рассказывать нам об успехах зеленой генерации еще не один десяток лет. Все это время основная часть энергии на планете будет получаться так же, как и сегодня: сжиганием углеродного топлива. Каждое следующее поколение политиков и экологов будет говорить, что их предшественники были недостаточно решительны, — и обещать «углубить, расширить, и перестроить». Каждое из этих поколений не сможет этого сделать, потому что оно никогда не пробовало само посчитать, почему на самом деле их предшественники так и не смогли добиться «зеленого перехода».

А мы и дальше будем вдыхать продукты сгорания ископаемого топлива — и умирать от этого сотнями тысяч в год.

Атомные электростанции генерируют более четверти электроэнергии ЕС

 

Атомные электростанции генерируют более четверти электроэнергии ЕС
Согласно информации, опубликованной 19 февраля европейским статистическим агентством Eurostat, в 2019 году в 13 странах ЕС в общей сложности эксплуатировалось 106 ядерных реакторов.

Суммарно они выработали 765 337 ГВтч электроэнергии, что составило около 26 проц. от общего объёма произведённой в ЕС электроэнергии.

Крупнейшим производителем атомной энергии в ЕС является Франция, выработавшая 399 011 ГВтч (52,1 проц. от общего количества произведённой в ЕС электроэнергии).

За ней следуют Германия – 75 071 ГВтч (9,8 проц.), Швеция – 66 130 ГВтч (8,6 проц.) и Испания – 58 349 ГВтч (7,6 проц.). Эти четыре страны в совокупности произвели более 75 проц. от общего количества электроэнергии, выработанной ядерными реакторами на территории ЕС.

С 2006 года доля атомной энергии в валовом производстве электроэнергии в странах Европейского союза снизилась на 16,3 проц. по причине вывода из эксплуатации ядерных реакторов в Литве и Германии. Однако атомная энергетика по-прежнему является важной составляющей энергетической системы Европейского союза.

Атомно-энергетические мощности играют большую роль в экономике таких стран как Чехия, Румыния, Бельгия, Нидерланды. Чешская АЭС «Темелин» (Temelín) состоит из двух энергоблоков с реакторами ВВЭР мощностью 1 ГВт каждый.

АЭС «Дукованы» (Dukovany) с четырьмя реакторами ВВЭР производит примерно пятую часть потребляемой в стране электроэнергии. В 2019 году был объявлен тендер на строительство 5-го энергоблока.

Румынская Чернаводская АЭС (Centrala Nucleară de la Cernavodă) эксплуатирует два энергоблока с реакторами PHWR (CANDU). Правительство Румынии озвучило планы по завершению строительства третьего и четвёртого энергоблоков с реакторами PHWR, строительство которых было остановлено в 1990 году. 

Бельгийские власти решили продлить срок эксплуатации своих АЭС Doel и Tihange. Одна из двух бельгийских АЭС участвует в испытаниях топлива EnCore разработки компании Westinghouse – в сентябре 2020 года в активную зону реактора блока Doel-4 была загружена опытная партия «кассет с толерантным топливом», о чём информировали общественность World Nuclear News.

Несмотря на многочисленные жалобы со стороны соседних Нидерландов, Германии и Люксембурга, добивающихся закрытия крупнейшей в Бельгии АЭС Tihange из-за внеплановых остановов реакторов, суд разрешил продолжить её эксплуатацию, посчитав, что технические неполадки не представляют опасности для окружающей среды.

Большой интерес вызывают планы развития атомной энергетики в Нидерландах. Единственная в стране АЭС Borsele с водо-водяным реактором Siemens мощностью 485 МВт была введена в эксплуатацию в 1973 году. Проектный срок службы АЭС истекает в 2033 году.

Нидерландская энергетическая компания EPZ, являющаяся оператором атомной электростанции Borsele, предложила продлить работу АЭС после завершения проектного срока, а также построить ещё два более мощных энергоблока.

Программа развития атомной энергетики предусматривает в целях снижения выбросов парниковых газов провести электрификацию тех областей хозяйства, где в основном используются ископаемые энергоносители (в частности, теплоснабжения), перейдя на «климатически нейтральные» источники энергии.

Рост производства электроэнергии с использованием безуглеродных источников EPZ предлагает обеспечить за счёт увеличения доли атомной энергетики. До окончания срока эксплуатации действующей АЭС, который может быть увеличен на 10-15 лет, предлагается возвести на этой же площадке два энергоблока мощностью по 1500 МВт.

Срок строительства новых блоков – 8 лет, ориентировочная стоимость строительства – 8-10 млрд евро. В случае продления срока службы действующего реактора и строительства двух новых суммарная мощность новой АЭС составит около 3500 МВт.

Увеличение в 7 раз ядерных мощностей позволит довести долю атомной генерации в Нидерландах до 25 проц. и уменьшить выбросы углекислого газа в атмосферу на 13 млн тонн в год.

О возможности вступления в европейский ядерный клуб недавно заговорили в Польше. Свою первую АЭС «Жарновец» под Гданьском Польша начала строить ещё в 1982 году. Однако в 1989 году строительство атомной электростанции по политическим причинам было остановлено.

«В рамках борьбы за климат и чистый воздух нам необходимо внести изменения в наш энергетический сектор, – сказал президент Польши Анджей Дуда в своём интервью Euronews в марте прошлого года. – Мы, вероятно, тоже будем строить атомные электростанции».

Если польскому правительству удастся осуществить план развития ядерной энергетики, что через несколько лет атомная энергия составит 20 проц. польского энергобаланса. Первые шаги в этом направлении уже сделаны: в октябре 2020 года Польша заключила с США соглашение о сотрудничестве в области расширения, модернизации и развития ядерной энергетической программы республики.

В Польше планируется построить шесть крупных ядерных реакторов. В соответствии с достигнутыми договоренностями Варшава закупит американские технологии на сумму 15 млрд. евро. В общей сложности Польша планирует вложить в развитие атомной энергетики около 25-30 миллиардов евро. 

Надо отметить, что среди стран ЕС далеко не все имеют ядерные амбиции. От программ развития атомной энергетики отказалась не только Литва, но и Латвия, Эстония, Греция, Кипр, Мальта, Португалия и некоторые другие страны.

Татьяна Богданович

news.tts.lt

Зона в огне. Чернобыльская АЭС 34 года спустя

Зона в огне. Чернобыльская АЭС 34 года спустя
КИЕВ, 26 апреля. /ТАСС/. Чернобыльская трагедия 1986 года спустя 34 года вновь напоминает о себе тревожными сводками Госслужбы по чрезвычайным ситуациям и сообщениями о самоотверженных действиях спасателей. На этот раз идет борьба с масштабными пожарами, охватившими покинутые села и густой лес зараженных территорий чернобыльской зоны отчуждения.
НА ЭТУ ТЕМУ
Служба по чрезвычайным ситуациям Европейского союза опубликовала данные спутников дистанционного зондирования Земли Европейского космического агентства Sentinel2, из которых следует, что огнем уничтожено не менее 12,7 тыс. га территорий зоны. Пламя ценой немалых усилий удалось остановить на расстоянии около 1,6 км от нового укрытия на ЧАЭС, огонь чудом не поглотил хранилища ядерных отходов и других инфраструктурных объектов на этой территории, а также примыкающий к станции город Припять. Между тем он уничтожил 12 сел, жители которых были эвакуированы еще в 1986 году, значительно выгорел также известный "рыжий лес", который 34 года назад принял на себя наибольшую долю выброса радиоактивной пыли и приобрел буро-красный цвет.
Первые очаги пламени в чернобыльской зоне были зафиксированы в разных точках еще 4 апреля, но они довольно быстро увеличились в размерах из-за порывов ветра и густо заросшей местности. К тушению привлекалась пожарная авиация, различная тяжелая военная техника и тысячи сотрудников спасательных служб. Несколько человек, которых подозревают в умышленных поджогах, были задержаны, их ждут судебные вердикты.
НА ЭТУ ТЕМУ
АЭС, как и вся зона отселения, всегда была территорией особого интереса для туристов. Так называемые сталкеры пробирались сюда нелегально. С 2010 года в стране официально действуют экскурсионные туры, они проходят по согласованным с властями маршрутам. Несмотря на стоимость такой экскурсии, доходящую до нескольких сотен долларов, людей привлекает возможность воочию увидеть, как ведет себя природа спустя десятилетия после вынужденного ухода человека.
В 2019 году интерес к необитаемым уголкам Полесья вырос в разы с выходом в прокат телевизионного мини-сериала "Чернобыль", созданного американским телеканалом HBO. По данным Ассоциации чернобыльских туроператоров, в прошлом году туда официально съездили 124 тыс. туристов, при этом в 2020 году заявлялись планы удвоить эту цифру - до 250 тыс. человек.
Однако Украина с 12 марта на всеобщем карантине из-за вспышки нового коронавируса, закрыто внутреннее пассажирское транспортное сообщение и почти все международные пункты пропуска, жесткие ограничительные меры в связи с пандемией введены во многих странах мира. Эти меры временные, а вот последствия пожаров в зоне отчуждения носят местами уже необратимый характер. По разным оценкам, огонь уничтожил там не менее трети туристических достопримечательностей, которые восстановить уже невозможно. Серьезный урон был нанесен огнем местной экосистеме и животным, многие из которых числятся в Красной книге.

НА КАРАНТИНЕ

Администрация ЧАЭС приняла решение с 19 марта из-за пандемии коронавируса перевести персонал станции на особый режим работы. На рабочих местах остался лишь оперативный персонал, отвечающий за ядерную и радиационную безопасность АЭС, которая официально прекратила выдавать киловатты почти 20 лет назад. Введен запрет на посещение станции иностранными специалистами.
В измененном в условиях надвигающегося кризиса государственном бюджете Украины были урезаны чернобыльские проекты. В целом Государственное агентство по управлению зоной отчуждения недополучит $9,5 млн.
Из них больше всего списано со статьи по поддержанию в безопасном состоянии объекта "Укрытие" (так называемый саркофаг, возведенный над разрушенным четвертым энергоблоком ЧАЭС) и мерам по снятию с эксплуатации ЧАЭС - $5,6 млн. Кроме того, еще чуть менее $2 млн недосчитается в этом году программа по поддержанию экологически безопасного состояния в зоне отчуждения. Было также решено обнулить финансирование государственного инвестиционного проекта "Восстановление объектов транспортной инфраструктуры зоны отчуждения" (более $2 млн).
Само по себе сокращение украинского финансирования могло бы означать не остановку, а лишь возможное растягивание проектов во времени, поскольку большинство из них финансируются за счет донорских средств - Счета ядерной безопасности и чернобыльского фонда "Укрытие", администрируемых Европейским банком реконструкции и развития. Вопрос, скорее, в другом: смогут ли страны-доноры, в числе которых и РФ, и далее финансово участвовать в этих фондах, учитывая всеобщую борьбу с пандемией и ожидающие всех экономические проблемы.

ЧЕРНОБЫЛЬСКИЕ ПРОЕКТЫ

Ключевым проектом на ЧАЭС принято считать так называемый Новый безопасный конфайнмент (НБК) - арочную конструкцию, которая в конце 2016 года накрыла собой "Укрытие" и в последующем будет задействована в постепенном демонтаже как саркофага, так и разрушенного реактора под ним.
Срок службы НБК рассчитан на 100 лет, в настоящее время продолжаются процедуры по введению его в эксплуатацию, которые состоят из множества этапов. Летом 2019 года был подписан контракт на так называемый ранний демонтаж нестабильных конструкций "Укрытия", которые должны быть произведены до конца 2023 года. "Работы будут проводиться в условиях повышенной ядерной и радиационной опасности. Кроме того, конструкции "Укрытия" свободно опираются и удерживаются на опорах только под воздействием силы тяготения", - пояснили на ЧАЭС. Подрядчику предстоит одновременно частично демонтировать и тут же временно укреплять саркофаг, поскольку существуют риски обрушения "Укрытия", что приведет к выбросу радиации внутрь самого НБК.
НА ЭТУ ТЕМУ
В январе этого года состоялась передача от подрядчика к заказчику еще одного объекта - хранилища отработавшего ядерного топлива сухого типа. На этом объекте еще проходят технологические испытания, после чего в него будет закладываться на хранение сроком также на 100 лет отработавшее топливо с ЧАЭС.
Более полугода назад вблизи ЧАЭС возобновил работу после простоя завод по переработке жидких радиоактивных отходов. Изначально задержки с его работой связывались с необходимостью его приведения в соответствие с новыми строительными нормами, затем в течение 2018-2019 годов произошла заминка с поставками необходимого цемента, который применяется предприятием для упаковки радиоактивных отходов.