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