Илон Маск прав: термояд не нужен. Будущее, которого у нас не будет — Naked Science
25 июля
Александр Березин
744

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

5.5

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, удерживая ее 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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 15:26
Александр Березин

Сегодня на Землю вернулся экипаж Inspiration 4. Пресса уже единодушно пишет об этом так: большой и яркий успех амбициозной космической компании. Без единого профессионала-астронавта — и взлетели выше МКС! Все это правда. Но правда и другое: сам Илон Маск и все, кто хорошо представляют себе пилотируемые космические полеты, находились в напряжении все трое суток, пока четверо смелых из Inspiration 4 были в космосе. И можно с уверенностью сказать, что впереди у SpaceX, кажется, еще куда более рискованные полеты. Попробуем разобраться почему.

Позавчера, 12:59
Алиса Гаджиева

Несмотря на то, что в крестовых походах погибли тысячи людей, археологи невероятно редко обнаруживают их массовые захоронения. По одной из версий, убитых, найденных в этот раз, хоронил лично Людовик IX Святой, король Франции, предводитель двух крестовых походов.

Позавчера, 16:28
Илья Ведмеденко

Модернизированный стратегический бомбардировщик Ту-160 снова поднялся в небо. Самолет среди прочего получил обновленную силовую установку.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

15 сентября
ПНИПУ

Ученые Пермского Политеха и Хуачжунского университета науки и технологии (КНР) создали уникальную технологию, которая позволит предприятиям производить промышленные изделия без дефектов. Лазерная сварка в вакууме позволит повысить качество ответственных конструкций в аэрокосмической и машиностроительной отраслях. Российские и зарубежные ученые реализовали разработку благодаря уникальному проекту международных исследовательских групп (МИГов), который действует в Пермском крае с 2011 года и не имеет аналогов в России.

Вчера, 15:26
Александр Березин

Сегодня на Землю вернулся экипаж Inspiration 4. Пресса уже единодушно пишет об этом так: большой и яркий успех амбициозной космической компании. Без единого профессионала-астронавта — и взлетели выше МКС! Все это правда. Но правда и другое: сам Илон Маск и все, кто хорошо представляют себе пилотируемые космические полеты, находились в напряжении все трое суток, пока четверо смелых из Inspiration 4 были в космосе. И можно с уверенностью сказать, что впереди у SpaceX, кажется, еще куда более рискованные полеты. Попробуем разобраться почему.

3 сентября
Алиса Гаджиева

Два бронзовых тарана и свинцовые пули обнаружили на месте битвы при Эгатских островах, состоявшейся почти 23 века назад.

11 сентября
Алиса Гаджиева

Необычное погребение обнаружили во время работ по устройству пруда в гольф-клубе.

9 сентября
Алиса Гаджиева

Необычный артефакт обнаружили в одном из пунктов сбора вторсырья в Красноярском крае.

[miniorange_social_login]

Комментарии

744 Комментариев

36 минут назад
-
0
+
Какая-то статья пропагандистская. Типо "зачем нам двигаться вперед, когда имеем что имеем". Еще и ТЭС описали как комфортную во всех смыслах (исключая экологию). По сути, сами же сказали что топливо для ядерки дешевое и его много, а потом мол привели в пример преимущества ТЭС то, что их можно спокойно включать и выключать. А смысл выключать АЭС вообще есть? Или настолько глупые люди, что на калькуляторе не смогут 2 + 2 сложить и понять, что АЭС даже с огромными перевыработками намного выгоднее, чем ТЭС, которые нужно кормить не таким дешевым углем. Да, остается проблема экологии, но вот сами же сказали, что по объему отходов мало, а значит при такой огромной выработке энергии даже если отходы запускать в космос, то в минус точно не уйдем (там когда они хоть на что-то наткнутся то станут уже безопасными). И ведь все равно прибыль даже при столь дорогом способе утилизации... Еще я почему-то не заметил аббревиатуры ГЭС. Автор забыл что такое существует?
    26 минут назад
    -
    0
    +
    "Какая-то статья пропагандистская." Вы не подскажете, в чью пользу она пропагандирует, мне, как автору, очень интересно? "Еще и ТЭС описали как комфортную во всех смыслах (исключая экологию)." Комфмортную во всех смысла массовую убийцу людей. Слушайте, у вас есть стиль. Не пробовали себя в литературе? "А смысл выключать АЭС вообще есть? " В теории да, и большой: потребление электричества в разное время суток очень разное. "ли настолько глупые люди, что на калькуляторе не смогут 2 + 2 сложить и понять, что АЭС даже с огромными перевыработками намного выгоднее, чем ТЭС, " Однако ТЭС доминируют над АЭС -- это наблюдаемый факт. "Еще я почему-то не заметил аббревиатуры ГЭС. Автор забыл что такое существует?" Автор в курсе того, что крупные ГЭС в основном построены, а в западных странах еще и не будут строиться по психологическим причинам.
2 часа назад
-
1
+
Спасибо за статью и массовое комметирование комментариев, что порадовало даже более, чем основной текст...
2 часа назад
-
0
+
Термояд это один из источников энергии будущего. И хайть его ещё не имея рабочего прототипа последнее дело. Со временем и технологии появляется и займет он свою нишу в энергетике как на земле так и в космосе. А так можно говорить у нас все есть зачем что-то менять, да и наука тогда не нужна. По факту при всех АЭС от ГЭС отказаться не можем. Да и зелёная энергетика имеет право на существование, правда с умом. Так что хаить термояд даже ещё не появившиеся - последнее дело.
    2 часа назад
    -
    0
    +
    "Термояд это один из источников энергии будущего. И хайть его ещё не имея рабочего прототипа последнее дело." В статье выше предметно объяснено, почему термояд -- не источник энергии будущего. И то, что у термояда есть работающие прототипы -- но нет станций -- спустя две трети века после пуска первого токамака -- как раз отличная иллюстрация этого тезиса. " Со временем и технологии появляется и займет он свою нишу в энергетике как на земле так и в космосе". Никакие технологии не сделают реактор, требующий глубокого вакуума, сверхмощного магнитного поля и 100 млн градусов для запуска работы равными по цене с атомными реакторами, требующими всего сотен градусов для запуска, не требующими вакуума и магнитных полей.
    +
      ещё комментарии
      37 минут назад
      -
      0
      +
      Ну и птица не сразу летает. А то что путь сложен и тернист - так никто и не обещал, что легко будет. По поводу никаких яб не согласен. То что в текущий момент мы не можем не значит, что не придумаем в дальнейшем. Прорыву в любой области наук требуется подготовка и куча сопутствующих опытов и открытий. То что обещают, что вот вот, так это один из способов выбить финансирование. По сути мирный термояд делает робкие шаги, а вы уже его доить собрались. Для того чтобы он хоть как-то окупался необходимо на каждый киловат вложенной энергии получить 7-8. Для примера, гелевое охлаждение в перспективе возможно заменить азотным - ВТСП керамика как один из вариантов. В ИТЭР он гелевый ибо если по ходу вносить изменения можно вообще никогда не построить. Свои нюансы наработок есть у каждой стран участниц. И да кто сказал что ТОКАМАК будет в том виде, который строят сейчас. И да на текущем этапе сравнивать нечего. Экспериментальные реакторы они и есть экспериментальные. И ни о какой коммерческой состовляющей в ближайшем времени и разговора быть не может. В силу слишком сырой технологии. Тут даже в физике плазмы гигантские прорехи в знаниях. А развивать данную тему необходимо помня печальный пример с электроникой в СССР. Не верило руководство страны в полупроводники, когда опомнились поздно было. И даже если это тупиковый вариант, то технологии изобретенные и опробованные никуда не денутся.
        20 минут назад
        -
        0
        +
        "Ну и птица не сразу летает. А то что путь сложен и тернист - так никто и не обещал, что легко будет." Каким бы сложным и тернистым не был любой путь, реактор для 100 миллионов градусов никогда не будет стоить человечеству меньше, чем реактор для сотен градусов. Это физика. Ее не изменить. "По сути мирный термояд делает робкие шаги, Робкие шаги за 25 млрд евро? Робкие шаги через две трети века после пуска первого термояда? Вас это не наводит ни на какие размышления? Справочно: между первым атомным реактором и первой АЭС прошло менее 12 лет. "Для примера, гелевое охлаждение в перспективе возможно заменить азотным - ВТСП керамика как один из вариантов. В ИТЭР он гелевый ибо если по ходу вносить изменения можно вообще никогда не построить. Свои нюансы наработок есть у каждой стран участниц." Известные ВТСП материалы теряют сверхпроводимость при меньшем уровнем магнитных палей, чем не ВСТП-сверхпроводники. Именно поэтому ИТЭР использует гелий. Но дело даже не в этом. Даже если выкинуть магниты и проч. реактор для 100 млн градусов все равно всегда будет оставаться сильно дороже реактора на сотни градусов. Это физически неизбежно. "И да кто сказал что ТОКАМАК будет в том виде, который строят сейчас." Практика. Токамаки строят уже две трети века. и их конфигурация за это время приниципиально не поменялась. "И да на текущем этапе сравнивать нечего. " Напротив: есть чего. 100 миллионов градусов нужные для работы термояда и несколько сот для работы атомного реактора. Это -- самое информативное сравнение, которое только возможно. И его итоги никогда не изменятся: термоядерные реакции без огромных температур не идут. А с ними они не имеют экономического смысла в энергетике. "А развивать данную тему необходимо помня печальный пример с электроникой в СССР. Не верило руководство страны в полупроводники, когда опомнились поздно было. И даже если это тупиковый вариант, то технологии изобретенные и опробованные никуда не денутся." Совершенно определенно. Более того: в статье так и написано. Что технология для энергетики тупиковая, но развивать ее надо. Вот только, не надо надеяться, что это пригодится в энергетике.
3 часа назад
-
0
+
Однобокая статейка. Так все шикарно с современной атомной энергетикой- и второй Чернобыль не возможен и утилизация отходов дело пустячное. Четыре десятка лет назад за реакторы Чернобыльской АЭС тоже хвастались, что мол не сложнеее и безопаснее чайника, что можно на Красной площади поставить такой, а спустя уже десятилетия, авария на ЧАЭС до сих пор считается самой большой техногенной катастрофой в истории человечества. Про ядерный могильник Карское море автор тоже не захотел. Ну да, тогда все были идиотами, а сейчас ответственные специалисты. Или про утилизацию АЭС в восточной Германии, которая идет десятки лет и обошлась в милиарды евро автор тоже не вспомнил.
    2 часа назад
    -
    0
    +
    " Четыре десятка лет назад за реакторы Чернобыльской АЭС тоже хвастались, что мол не сложнеее и безопаснее чайника, что можно на Красной площади поставить" У вас ложная память. Такого никто и никогда 40 лет назад не говорил. "а спустя уже десятилетия, авария на ЧАЭС до сих пор считается самой большой техногенной катастрофой в истории человечества." Вы не пробовали читать текст выше? Там ведь, со ссылкой на американские источники, показано, что от аварии на ЧАЭС _за десятки лет_ умерло меньше, чем от в США умирают от работы обычных ТЭС _в месяц_. "Про ядерный могильник Карское море автор тоже не захотел." От воображаемого "ядерного могильника" в Карском море умерло ноль человек. От ТЭС в США в XXI веке гибнут десятки тысяч человек в год -- см. ссылку в соответствующем месте текста: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1352231013004548 "Или про утилизацию АЭС в восточной Германии, которая идет десятки лет и обошлась в милиарды евро автор тоже не вспомнил." Само собой: ведь утилизация реакторов в наши дни уже включена в стоимость атомной электроэнергии.
Отличная статья. Я сам придерживался такого мнения, но не имел данных и соответствующего технаполнения. Теперь есть куда копать и логически объяснить.
5 часов назад
-
1
+
В коей то веке статья длиннее заголовка, плевать кем она там проплачено или нет - материала достаточно для самостоятельных выводов. Интересно было читать, спасибо.
5 часов назад
-
0
+
"даже самое безопасное из них, природный газ, убивает по 4000 человек на каждый триллион выработанных киловатт-часов" - Что имеется тут в виду? "Уголь, не говоря уже о биотопливе" - Что не так с биотопливом? "в действительности глобальное потепление снижает смертность" - Ага, а уменьшение количества пиратов повышает температуру на Земле :) "антропогенные выбросы углерода привели к рекордному расцвету земной растительности и значительному росту урожаев" - Содержание СО2 вырасло не так значительно, как применение удобрений и пестицидов. Вы опять путаете корреляции и следствия. Ну и так далее. Что я хотел сказать - у термоядерной энергетики, при прочих равных, будет неоспоримый плюс, отсутствующий у ядерной энергетики, из-за чего помимо АЭС нужны и другие, например газотурбинные. А именно - термоядерную станцию легко включить/выключить по мере надобности. АЭС нельзя просто взять и выключить на ночь, когда потребность в энергии низка, и включить в час-пик. Поэтому пики потребления требуют наличия маневровых мощностей, которым АЭС не могут являться. А термоядерные - смогут. Так что, всё же, термояд нужен. Он таки перспективнее.
    4 часа назад
    -
    0
    +
    "киловатт-часов" - Что имеется тут в виду?" Природный газ, как и все виды ископаемого топлива, при сгорании дает твердые микрочастицы диаметром от 2,5 микрометров и менее. Дыхательные пути человека не умеют фильтровать настолько мелкие частицы, поэтому они попадают через легкие в кровь, где становятся причиной тромбов, а те в итоге ведут к инсультам и инфарктам. Газ дает меньше микрочастиц, чем уголь или нефть, поэтому от него гибнет только 4000 человек на триллион киловатт-часов выработаки, а от угля -- 10 тыс., например. Общий список по "летальности" разных видов генерации вот здесь: https://www.forbes.com/sites/jamesconca/2012/06/10/energys-deathprint-a-price-always-paid/ Хотя я не уверен, что разрушения примитивных ГЭС в Китае прошлого века правильно вставлять в летальность гидроэнергетики -- вне Китая масштабно такого не было. ""Уголь, не говоря уже о биотопливе" - Что не так с биотопливом?" Еще больше микрочастиц дает при сгорании, чем уголь, поэтому убивает в 2,4 раза больше угля (см. ссылку выше). "в действительности глобальное потепление снижает смертность" - Ага, а уменьшение количества пиратов повышает температуру на Земле :)" То, что именно глобальное потепление снижает смертность, признано довольно давно: https://naked-science.ru/article/nakedscience/o-chem-umolchala-greta И этого никто не оспаривает. ""антропогенные выбросы углерода привели к рекордному расцвету земной растительности и значительному росту урожаев" - Содержание СО2 вырасло не так значительно, как применение удобрений и пестицидов. Вы опять путаете корреляции и следствия." И опять я ничего не путаю, фотосинтез на Земле резко вырос именно из-за СО2: пестициды и удобрения никак не помогают дикорастущим растениям, а среди наблюдается бум огромной силы: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/gcb.14950 Более того, содержание СО2 в атмосфере в индустриальный период выросло очень значительно: с 280 до 415 частей на миллион, то есть почти в полтора раза. "Ну и так далее. " Так далее что? " Что я хотел сказать - у термоядерной энергетики, при прочих равных, будет неоспоримый плюс, отсутствующий у ядерной энергетики, из-за чего помимо АЭС нужны и другие, например газотурбинные. А именно - термоядерную станцию легко включить/выключить по мере надобности. " Этот плюс целиков перекрывается тем огромным минусом, что ее электроэнергия всегда будет намного дороже, чем у АЭС. " Поэтому пики потребления требуют наличия маневровых мощностей, которым АЭС не могут являться. А термоядерные - смогут. Так что, всё же, термояд нужен. Он таки перспективнее. Ясно, что вы не поняли текст выше. Маневровые мощности есть и сегодня -- и ценой киловатт-часа даже ниже, чем АЭС, А вы предлагаете заменить их тем, что по определению дороже за киловатт-час -- и всегда будет дороже -- чем АЭС, Это не сработает по чисто экономическим причинам.
    +
      ещё комментарии
      2 часа назад
      -
      0
      +
      "Природный газ, как и все виды ископаемого топлива, при сгорании дает твердые микрочастицы диаметром от 2,5 микрометров и менее." Откуда вы это взяли? Если сгорание полное (подача воздуха настроена правильно), то сгорание природного газа даёт углекислый газ, воду и тепло. Никаких частиц. Вот если котёл настроить неправильно, тогда да, будет сажа. "То, что именно глобальное потепление снижает смертность, признано довольно давно" Ага, это не повышение благосостояния и увеличение кондиционеров на душу населения, а потепление... Как же, как же. "фотосинтез на Земле резко вырос именно из-за СО2: пестициды и удобрения никак не помогают дикорастущим растениям" Зато им помогает огромное загрязнение фосфатными моющими средствами. В любом вопросе нет единого источника воздействия, всё это комплексные величины, а статьи на которые вы ссылаетесь, лишь высвечивают один вектор из всего множества. "Этот плюс целиков перекрывается тем огромным минусом, что ее электроэнергия всегда будет намного дороже, чем у АЭС." Вы слишком пессиместичны :) "Всегда" это слишком сильное утверждение. Таки есть основания полагать, что термоядерная энергия может стать дешевле. Вам уже не раз говорили, что вы сравниваете технологии будущего с текущими.
        1 час назад
        -
        0
        +
        "Откуда вы это взяли? " Ну кому я ссылки даю в тексте? Вы что, кликнуть один раз на них не можете? Зачем тогда я их ставлю? Ну не можете клинкуть -- так хоть в гугле напишите запрос. Ну раз вы не осилили ни то, ни то, то вот: "Particulate matter from natural gas combustion has been estimated to be less than 1 micrometer in size and has filterable and condensable fractions. Particulate matter in natural gas combustion are usually larger molecular weight hydrocarbons that are not fully combusted". https://www.epa.gov/sites/default/files/2020-09/documents/1.4_natural_gas_combustion.pdf Надеюсь, что такое EPA вы знаете. "Если сгорание полное (подача воздуха настроена правильно), то сгорание природного газа даёт углекислый газ, воду и тепло. Никаких частиц. Вот если котёл настроить неправильно, тогда да, будет сажа." Как ни настраивай сгорание, но природный газ всегда будет давать некоторое количество несгораемых частиц. И если вы посмотрите внимательно на допустимые количества примесей в природном газе, то сами поймете почему. Если не посмотрите -- просто читайте объяснение EPA, что я привел выше. "Вот если котёл настроить неправильно, тогда да, будет сажа." Микрочастицы и сажа -- это принципиально разные вещи. ""То, что именно глобальное потепление снижает смертность, признано довольно давно" Ага, это не повышение благосостояния и увеличение кондиционеров на душу населения, а потепление... Как же, как же." Вы прежде чем отвечать, читайте. По ссылкам вполне показано, почему кондиционеры и рост благосостояния не имеют никакого отношения к падению зимней смертности. Справочно: дело даже не в том, что кондиционеры не особо помогают зимой -- дело в том, что, как показано по данным мною ссылкам, в каждую холодную зиму, с температурой 70-х, холодовая избыточная смертность в Англии _и сейчас_ все так же возвращается в 70-е. Несмотря на рост благосостояния и все остальное. Именно поэтому ученые и относят снижение смертности на глобальное потепление. ""фотосинтез на Земле резко вырос именно из-за СО2: пестициды и удобрения никак не помогают дикорастущим растениям" Зато им помогает огромное загрязнение фосфатными моющими средствами." Еще раз, для тех, кто в бронепоезде: фотосинтез вырос везде. Включая российскую северную тайгу: https://naked-science.ru/article/nakedscience/wildfire Там нет фосфатных моющих средств, потому что там нет людей. "В любом вопросе нет единого источника воздействия, всё это комплексные величины, а статьи на которые вы ссылаетесь, лишь высвечивают один вектор из всего множества." Напротив: статьи, на которые я ссылаюсь, ясно показывают, что именно антропогенный выбросы СО2 и потепление -- ключевой источник глобального озеленения, а любые остальные воздействия занимают лишь считанные проценты от этого эффекта: " rising CO2 is the dominant driver of vegetation greening, accounting for nearly 70% of global LAI trend since the 1980s11...The global contribution of climate change to increasing greenness is only 8%" https://www.nature.com/articles/s43017-019-0001-x ?0 и 8% -- это, в сумме, 78%, что явно ключевой фактор. "Вы слишком пессиместичны :) "Всегда" это слишком сильное утверждение. Таки есть основания полагать, что термоядерная энергия может стать дешевле. Вам уже не раз говорили, что вы сравниваете технологии будущего с текущими." И я уже не раз говорил: никакие технологии никакого будущего не сделают реактор, нуждающийся в 100 млн градусах и глубоком вакууме для запуска дешевле реактора, не требующего, и запускающегося при считаных сотнях градусах. Это физически невозможно.
7 часов назад
-
1
+
Ну да ну да, Илон Остапович же видный "спец" в термояде.....
    4 часа назад
    -
    0
    +
    Читали ли вы статью? И если да, то как смогли не заметить тот факт, что там бесперспективность термояда показана совсем не со слов Илона Маска7
14 часов назад
-
0
+
Выход есть:индивидуальные источники энергии,бтг и приборы сделанные на основе потребления не 220,380,660,1100и так далее ,а потребления 5,10,15 вольт и малой мощностью потребления эл.энергии
1
2
3
4
5
...
»