Владимир Евгеньевич МитрошинВы знаете, без какого «продукта», производимого нашей цивилизацией, нам просто не выжить? Это электроэнергия

Отключи её и всё – не то что мегаполис, но и город районного масштаба вымрет через 4 дня (физиологическая граница выживания без воды). А выжившие окажутся в условиях середины 19 века.

Так что производство дешевой электроэнергии – самое ценное, что создала наша цивилизация за последние 150 лет.

И вопрос – долго ли продлится это благополучие, стал волновать многих ученых и руководителей разных стран все сильней в последние годы. Именно об этом мы и будем говорить. Но начнем с близкого нам прошлого…

Прежде всего напомню, что рост/падение любого производства – от стрижки машинкой волос в парикмахерской, до работы, например, прокатного стана, почти прямо связан с ростом/падением потребляемой электроэнергии, а значит и с ее выработкой.

Так вот, рекордный объем выработанной электроэнергии в РСФСР в 1990 году в размере 1082,1 млрд. кВт-ч к 1999 году – в результате «глубоких» либеральных реформ в стране, рухнул до 827 млрд. кВт-ч. Это падение буквально отражало падение производственных мощностей, строительства и сельского хозяйства. И как итог – падение ВВП, что демонстрирует следующий график:

Экономические показатели России

А теперь посмотрите на график динамики выработки электроэнергии и доступных мощностей для ее выработки в период 1999-2018 годов:

Российская электроэнергетика в 1999-2018 гг.

Как видно из графика, понадобилось 20 лет, чтобы достигнуть уровня выработки электроэнергии 1990 года. Это длилось так долго не только потому, что многие ТЭС были почти загублены новоявленными реформаторами и случился ряд аварий на ГЭС, крупнейшей из которых была катастрофа на Саяно-Шушенской ГЭС 17 августа 2009 года. Главная причина – медленно восстанавливались производственные мощности, строительная индустрия и сельское хозяйство.

Пропорционально их росту, а значит и росту ВВП, росла потребность в выработке электроэнергии. Мощностей для этого хватало и их – как видно из графика, даже стали наращивать с 2005 года.

Эту взаимосвязь наглядно демонстрирует поквартальный график выработки электроэнергии и ВВП за 2008-2015 годы:

Производство электроэнергии

Глубокое падение в 2008-2009 годах связано с разразившимся тогда мировым кризисом, а незначительное – в 2014-2015 годах – из-за объявленных тогда России санкций почти от всего западного Мира

Для чего столь долгое вступление к теме? Для того, чтобы вы осознали весь трагизм дилеммы, перед которой стоит человечество. А именно: рост ВВП страны [и ее развития] невозможен без роста производства электроэнергии; падение производства электроэнергии – с поправкой на энергосберегающие технологии, ведет к падению ВВП страны [и ее деградации].

А трагизм заключается в ограниченности для любой страны доступных ей ресурсов для выработки электроэнергии.

Более того, ресурсы ограничены для всего человечества. И если исходить из принятых оценок, нам отпущено всего 50-70 лет до начала катастрофы. Поясню.

В Мире основной объем электроэнергии вырабатывается на ТЭС, ГЭС, СВЭС и АЭС. Разберем их все по порядку без утомляющих деталей

ТЭС. Большинство ТЭС работают на угле. Ресурсов – энергетических углей, хватит на 150 лет. Но они чудовищно загрязняют атмосферу не только выбросом СО2, но и мелкой угольной пылью. Китай, в погоне за мегаваттами, построил их так много, что над промышленными городами все чаще стал зависать смог, от которого становилось невозможно дышать. Потому Китай остановил ввод новых ТЭС и стал выводить другие из строя по мере ввода иных источников энергии. К 2020 году угольных ТЭС сталось примерно 1800 единиц. И в планах дальнейшее их сокращение, и не только у Китая.

ТЭС на природном газе увлекаются в Европе именно с перспективой закрыть все угольные ТЭС, а в ряде стран и АЭС. Но при нарастающем потреблении газа его хватит на 50 лет

ГЭС. Ресурсы для строительства ГЭС исчерпаны – где могли их построить уже построили.

СВЭС. Многие страны уповают на расширение роли солнечных и ветровых электростанций. Не буду обсуждать недостатки этого направления в выработке электроэнергии, они хорошо известны. Но при ожидаемых темпах строительства СВЭС в Европе, ресурсы для них – площади их размещения, будут исчерпаны через 20 лет.

АЭС. Практически все АЭС в Мире работают на обогащенном до 4% уране-235 в естественном уране-238. Лидером строительства таких АЭС в мире, как и производства «топлива» для АЭС в разных странах, является «Росатом». Его уникальные проекты с реакторами ВВЭР-1200 поколения 3+ увлекли многие страны мира, включая и Европу (Финляндия, Венгрия). На фото типовой проект АЭС с двумя блоками ВВЭР-1200(3+).

типовой проект АЭС с двумя блоками ВВЭР-1200

Конечно, всякий раз идёт привязка типового проекта к конкретно выбранной площадке для строительства.

Такая АЭС уже построена в Белоруссии, завершается строительство в Бангладеш, начато в Китае (2+2) и завершена подготовка к строительству в Венгрии (в Финляндии идёт строительство АЭС с одним блоком). И это не считая ещё 24 блоков ВВЭР-1200(3+) в разных странах, с разной компоновкой и степенью подготовленности. Да и в России уже работают 4 таких блока. Гарантированный срок службы этих блоков – 60 лет.

Это самые экологически чистые электростанции, если проблема с переработкой и захоронением р/а-отходов решена. А «Росатом» её решил. Но ресурсов для всех АЭС с «топливом» из урана-235, хватит на 70 лет.

И оглядывая все сказанное выше становится понятно, что скоро будем вынуждены ограничивать себя в выработке электроэнергии, чтобы оттянуть час «Ч». А значит, тормозить своё развитие при ускоряющейся деградацией инфраструктуры.

Так у кого «ключи» от будущего? Да, господа, да – у «Росатом»-а. Поясню.

Дело в том, что на площадке в Белоярске уже более 35 лет работает необычный экспериментальный реактор БН-600, на котором ставились разные эксперименты и отрабатывались технологии. И почти два года работает уже промышленный БН-800. Необычные потому, что «топливом» для них служит именно уран-238. Этот изотоп любит поглощать быстрые нейтроны, источником которых служит либо уран-235 в нужном количестве, либо плутон-239 (МОКС-топливо).

Дальше дело разворачивается так: уран-238, поглощая быстрый нейтрон, превращается в радиоактивный уран-239, который по цепочке быстрого бета-распада превращается в делящейся плутон-239. Тот, в свою очередь, делясь испускает поток быстрых нейтронов, которые и поглощаются очередным ураном-238. И все горит по кругу!

Здесь все дело в тончайшей технологии приготовления этих урановых «таблеток» из 238, с наполнением их нужным количеством с нужным распределением плутона-239. Многие страны давно над этим бились, но не смогли добиться успеха и забросили эту тему. А русские смогли!

Так вот, если все электростанции мира заменить на БН-800 с эквивалентным объемом выработки электроэнергии, то топлива хватит на тысячу лет! И мы можем не ограничивать себя в росте выработки электроэнергии, а значит и развиваться. А там что-нибудь да придумаем.

Послесловие.  Меня могут обвинить, что я ни слова не сказал о «термоядерных» реакторах, где используются реакции синтеза, а не деления. Один такой исследовательский реактор – Т-15МД, Россия уже построила у себя, а другой – JET, помогает строить Европе. Пока еще рано говорить о реальности исполнения мечты теоретиков зажечь маленькое солнце на Земле. Но я уверен, когда-нибудь зажгут. Однако, продуктом горения этого «солнца» будут быстрые нейтроны и гамма-кванты.

Как их превратить в тепло долгое время никто не знал, кроме ученых Курчатовского института. Они предложили обернуть «солнышко» слоем из тория-232, который тоже любит поглощать быстрые нейтроны. После чего он превращается в делящейся уран-233. А тот, делясь, отдает свою энергию оболочке из тория. С нее-то и будут снимать, что нужно. Получается реактор на тории, а в природе тория, «как грязи».

Получится ли – увидим. Но именно поэтому россияне и построили у себя «термоядерный» реактор Т-15МД, чтобы побыстрее увидеть…

1+

Добавить комментарий