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.
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.
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».
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.
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.
И опять утверждение по существу верное… но опять есть нюанс. Он в том, что в современных атомных реакторах тоже не может быть никакого серьезного (опасного для людей) 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 (в наше время они водо-водяные) тепло отводит вода — и при перегреве она закипит, резко потеряв в плотности. Но та же вода замедляет нейтроны, делая возможной самоподдерживающуюся цепную реакцию в реакторе на медленных нейтронах. И если вода становится менее плотной, закипает — замедление нейтронов 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.
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.
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.
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).
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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».
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.
Комментарии
Смешно. Из разряда: У нас есть лошади и мы замечательно на них ездим, зачем нам автомобили, которые издают много шума и дороги в производстве? Зачем на прогресс в самом деле.
Действительно забавно: конкретных контраргументов у вас нет, поэтому начались истории про лошадей.
Контраргумент в том, что любые исследования нужны и важны. Даже если не получится использовать термоядерные реакторы так, как это планировалось, это может послужить толчком для других открытий. Ваша же позиция такова: Всё и так хорошо, зачем вообще что-то исследовать, всё равно ничего не выйдет.
"Контраргумент в том, что любые исследования нужны и важны"
Простите, вы читали текст, который комментируете? Если да, как вы там не заметили слов:
"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."?
"Ваша же позиция такова: Всё и так хорошо, зачем вообще что-то исследовать, всё равно ничего не выйдет."
Я вполне четко показал -- цитатой из текста выше -- что моя позиция приницпиально иная. В следующий раз, пожалуйста, читайте, прежде чем комментировать. И не приписывайте тому, что читаете, то, чего в нем нет.
"Смешно. Из разряда: У нас есть лошади и мы замечательно на них ездим, зачем нам автомобили, которые издают много шума и дороги в производстве? Зачем на прогресс в самом деле"
Вот именно. Почитайте историю про лошадиных говноборцев, очень такие прогрессивные люди были в конце 19 века. Ваши плавменные посты им бы понравились.
И опять ноль аргументов, отчего опять истории про лошадей. Как предсказуемо. Впрочем, оно и хорошо - значит, возразить-то и нечего.
Слишком много слов и слишком мало аргументов.
Да, приведенный вами ноль аргументов -- это действительно немного.
У активно включившегося в это обсуждение Александра Березина очевидна сильная заинтересованность. Или Вы во все темы так "углубляетесь"?
В те, о которых пишу -- да. Нет смысла писать о том, что человеку неинтересно. Можно и так, но качество текста будет не очень.
Похоже на полную чушь, по целому ряду причин. Основная - автор упоролся в токомаки, "забывая" что это лишь одна из возможных технологий одного из множества возможных термоядерных циклов, причём самый базовый уровень. Продвинутый термояд кинет через болт ядерку это факт.
Ну и второй момент - разработка достаточно ёмких и компактных аккумов, которая рано или поздно произойдет сделает ненужным оба варианта.
"втор упоролся в токомаки, "забывая" что это лишь одна из возможных технологий одного из множества возможных термоядерных циклов"
Абсолютно все технологии термоядерных циклов требуют 100 млн градусов для деятельности. Абсолютно любая установка, требующая для запуска 100 млн градусов во всем обозримом будущем будет намного дороже, чем та, что запускается сама при считаных сотнях градусов.
"Продвинутый термояд кинет через болт ядерку это факт. "
Это предположение, закрывающее глаза на указанный мною реальный факт -- что термояд требует 100 млн градусов, а атомный реактор -- нет.
"Ну и второй момент - разработка достаточно ёмких и компактных аккумов, которая рано или поздно произойдет сделает ненужным оба варианта."
Ну и второй факт: никакие емкие и компактные аккумуляторы сами по себе энергию не создают, а значит, они не могут сделать ни нужными, ни ненужными никакой тип электростанций.
И третий факт: никакие аккумуляторы не смогут экономически целесообразным образом запасти энергию с лета на зиму (когда пик потребления энергии, и когда минимум выработки у СЭС и ВЭС) -- а значит, они не смогут дать СЭС и ВЭС стать основным источником энергии.
"И третий факт: никакие аккумуляторы не смогут экономически целесообразным образом запасти энергию с лета на зиму (когда пик потребления энергии, и когда минимум выработки у СЭС и ВЭС) -- а значит, они не смогут дать СЭС и ВЭС стать основным источником энергии."
Водохранилища в которые закачивается вода и потом сбрасывается генерируя электрический ток. Криогенные установки превращающие воздух в жидкость и далее в воздух крутя турбину и вырабатывая электричество.
Дёшего, масштабируемо, доступно.
Автор, вы неправы.
"Водохранилища в которые закачивается вода и потом сбрасывается генерируя электрический ток. Криогенные установки превращающие воздух в жидкость и далее в воздух крутя турбину и вырабатывая электричество.
Дёшего, масштабируемо, доступно."
Ничего из этого не может сделать СЭС и ВЭС (без пиковых ТЭС) даже 70% от общей генерации сделать: минимальная цена таких накопителей 300 долларов за киловатт-час, а значит при попытке использовать их для сезонного накопления энергии СЭС (выработка которых зимой втрое ниже летней) любая экономика страны с умеренным климатом просто рухнет
"Автор, вы неправы."
Вы думаете, кому-то есть дело до мнения о моей правоте -- мнения, со стороны человека, который не может прочитать статью, которую комментирует? И даже не может правильно написать словосочетание "вы не правы"?
"минимальная цена таких накопителей 300 долларов за киловатт-час"
Позволю заметить, что АэроГЭС дает несколько технологий для аккумулирования, причем даже простейшее гидроаккумулирование оценивается в ~$35-53/кВтч, не говоря уж о каскадном. См. https://cloud.mail.ru/public/MVjn/9G47VgJDr/Accumulation_AirHES_ru.pdf
Те же супермаховики от Давида Гулиа.
Проблема любых накопителей в том, что запасти энергию, эквивалентную хотя бы неделе среднего потребления на период в год они могут только по цене, превышающей ВВП страны, где вы поставитье эти накопители. Даже если это США. И тем более -- если это другие страны.
Накопители вполне могут выравнивать внутрисуточные пики. Межсезонные -- только с затратами, выше годового ВВП.
у нас тут в Твери дороги не могут сделать, вокруг все вымирает нахрен, а вы про так космические корабли бороздят просторы мирового океана
Если вам нечего сказать по теме -- зачем вообще говорите?*
Опять чешуя. Дешевая, ангажированная чешуя. Достаточно ёмкие аккумуляторы смогут делать запасы на года, а то и на десятилетия, в этом и суть "ёмкости" как понятия. Об их экономической целесообразности судить точно не псевдоэкспертам на заказухе.
Акумам, собственно, и не нужно создавать энергию, достаточно загрузить её из любого источника, так что избавьте от пустой демагогии.
И да, к сведению автора, на Солнце больше пятнахи лямов температура не встречается, но термояд там успешно идёт, поскольку есть понятие давления, так что сто миллионов это к вопросу о недоразвитости технологии и ангажированности статьи.
Володя, вы никогда не слышали что аккумуляторам, даже достаточно емким, свойственно разряжаться? И да, для создания давлений в 100 млрд атмосфер, а таково давление в недрах Солнца, в земных условиях тоже придется маленько напрячься. Не существует материалов способных выдержать такие давления. Поднять температуру оказалось проще.
"Достаточно ёмкие аккумуляторы смогут делать запасы на года, а то и на десятилетия"
Аккумуляторы на годы убьют любую экономику мира -- даже печатающую деньги американскую. И не только потому, что накопители стоят не менее 300 долларов на киловатт-час -- то есть чтобы запасти недельное потребление США нужно потратить на аккумуляторы 25 триллионов долларов. Но и потому, что стоимость запасенного будет относительно мала (10 млрд долл), но заставит омертваить на год капвложения на 25 трлн долларов. Это экономический суицид.
Вы серьезно уверены, что вам стоит комментировать по теме, в которой вы совершенное не разбираетесь?
"псевдоэкспертам на заказухе."
А, так вы просто тормоз. Объясняюю для тормозов: этот текст не может быть заказухой. Ни в России, ни в мире нет никого, кто мог бы его оплатить. Потому что он никому не выгоден: Росатом -- один из главных участников и спонсоров ИТЭР, да и всем остальным игрокам энергорынка в тексте досталось.
"И да, к сведению автора, на Солнце больше пятнахи лямов температура не встречается, но термояд там успешно идёт, поскольку есть понятие давления, так что сто миллионов это к вопросу о недоразвитости технологии и ангажированности статьи."
Справочно: давление в центре Солнца в земных условиях невоспроизводимо. Именно поэтому приходится выбрать 100 млн градусов -- их мы хотя бы можем достичь. А вот такого давления -- нет.
вы видать менеджер, или юрист. Ну точно к технике никого отношения не имеете
Ваше "видать", пока у вас нет никаких конкретных контраругментов, волнует только вас.
Понимаю, что Ваш ответ на мой пост будет, что про "шарлатанские технологии не комментирую", тем не менее запощу про реакции LENR, так как сам проверял и могу подтвердить аномальное выделение тепла при нагреве свыше 1000 град смеси порошка никеля и гидрида лития. Понятно, что с этой реакции куча сложностей, но, как мне кажется, именно этот вид реакции может быть достойной альтернативой атомной энергетике. Это при условии, если по настоящему заняться изучением этого явления на фундаментальном уровне, а не упираться в догмы, что это невозможно, потому что невозможно. Например, в том же Алматинском Институте проблем горения просто без объяснений запрещают эту тематику. А в Алматинском институте ядерной физики подтвердили аномальное выделение тепла через свойства "черного тела", но при этом очень подчеркнуто внесли кучу оговорок типа "это требует дополнительных исследований", "данное выделение тепла может иметь совершенно постороннюю, не имеющую отношения к данному опыту, природу" и т.д. Фундаментальные исследования по физике совершенно заброшены, остановившись на весьма спорных теориях типа "теории струн", а на этом фундаменте действительно есть такой небогатый выбор из атом, термояда и ветряков
" так как сам проверял и могу подтвердить аномальное выделение тепла при нагреве свыше 1000 град смеси порошка никеля и гидрида лития"
Давайте вы опубликуете про это статью в рецензируемом журнале -- а тогда я вам и отвечу, хорошо? Утомила тема, еще лет несколько тому назад. Ну нет там воспроизводимых результатов пока. Как будут -- будет о чем говорить.
Пока что приверженцам LENR не удалось надежно доказать само существование эффекта, не то что выдать сколь-нибудь пригодный к использованию реактор. Может когда-нибудь у них получится и это будет революция в энергетике, но пока исследования LENR балансируют на грани лженауки.
ну осталась надежда только на вас, вы когда уже сделаете аккумуляторы для России?
Вы не пробовали читать то, что комментируете? Я показал, что аккумуляторы проблему не решат -- любые. Зачем же нести ахинею про "когда уже сделаете аккумуляторы для России"?
еще немного электричество в гейропе подоражает и все встанет на свои места
А почему, собственно, так важны эти "преждевременные" смерти на планете, перегруженной людьми? Как говорят "нет худа без добра". Управляемый термояд спасет человеческую популяцию, принеся в ответ мизерную, по сравнением с его численностью, жертву.
"А почему, собственно, так важны эти "преждевременные" смерти"
Потому что жизни людей важны.
"на планете, перегруженной людьми? "
Потому что планета и близко не перенаселена. Настолько, что хотя уровень обеспечения питанием на душу населения сейчас рекордно высокий за всю историю, площадь занятых сельхозугодий даже сокращается -- они просто стали не нужны в силу технического прогресса: https://naked-science.ru/article/nakedscience/fond-billa-gejtsa
"Управляемый термояд спасет человеческую популяцию,"
Чем он их спасет, если никто не внедрит -- в силу слишком высокой стоимости?
Очень хорошая статья! Недавно смотрел передачу про АЭС нового типа, которые используют отработку от АЭС старого типа. Так что слова автора подтверждаются другими источниками. Во всяком случае про работу АЭС, включая их безопасность. Тем не менее, истина как всегда, где-то по средине. Не так давно у нас не было АЭС нового типа и это манна небесная, что появились технологии позволяющие вторичное использование отработанного топлива. Так устроено человечество: давайте ввяжемся в эту войну, а там война план покажет, либо ишак сдохнет, либо падишах. Тоже самое может произойти в равной степени и термоядом (например холодный термояд таки заработает), так и с ВЭС СЭС (стоимость создания падает, КПД растет, вредность производства падает, ёмкость аккумов растет.) Но это все в перспективе, а пока, как заметил автор, толковых заменителей АЭС, к сожалению нет. Кстати, если будет решен вопрос передачи энергии (тепловой или электрической) на большие расстояния. То СЭС заиграют новыми красками, и африканские страны получат рассвет своей цивилизации. Ибо сезонные флуктуации мощностей уже не будут так влиять на стабильность выработки энергии. Причем желательны технологии передачи именно тепловой энергии, т.к. как верно заметил автор, мир сжигает себя в основном за ради банального сугрева. В общем, сильно переживать не нужно, где то да стрельнет технологический прорыв. Век углеводорода по сути окончен. И я очень рад, что у России есть с чем встретить новый век. А не смотреть на запад глазами недоенной коровы! Всем добра! Автору респект!
Интересная статья. Вполне возможно, что автор прав. Естественно люди будут защищать солнечную, ветряную или термоядерную энергетику, так как видят в ней безопасность и относительную экологичность. Но они далеки от экономической целесообразности, особенно в России, не говоря о том, что у термоядерной энергетики еще неизвестное будущее.
К тому же, тот же Билл Гейтц видит потенциал в атомной энергетики. Он владеет компанией TerraPower, которая готова построить атомный реактор на быстрых нейтронах.
https://3dnews.ru/1041153/kompaniya-billa-geytsa-postroit-v-ssha-bezothodniy-yaderniy-reaktor
Так что у атомной энергетики, есть потенциальное будущее, как бы её не хоронили. Вполне возможно, что в будущем отходы от атомных станций будут утилизироваться на Солнце, а значит повысится экологичность ))))
Везти на Солнце слишком дорого.
Дешевле очень качественно и надежно упаковать и никуда не увозить.
И не безопасно!
Вы подумали что будет если ракета во время взлета даст сбой и уронит на землю свой груз?
Оно же разлетится с ветром на пол планеты.
Интересно, оценивалось ли влияние ветроэнергетики на климат?
Не может ли быть нынешнее изменение климата (жара в Москве, наводнения на Юге России) следствием строительства ветряков в Западной Европе?
Если считать "в лоб", сравнивая мощность ветряков и получаемую Землёй от солнца мощность, то получаются несравнимые величины. Однако погодные явления - вещь такая, что как говорится, взмах крыла бабочки может вызвать ураган.
Ветряки ставят в тех местах, где дуют регулярно сильные ветра. Соответственно они тормозят глобальные воздушные потоки, что снижает перенос воздушных масс в глубь континента. Меньше идёт влаги с моря. Меньше холодного воздуха. Фактически можно говорить о новой горной гряде на побережье северной Европы.
Хотелось бы, чтобы вы написали подробную статью с разбором этой гипотезы.
А города не тормозят ветра? Может Москва тормозит ветер
Согласен на 200 процентов, подпишусь под каждым вашим словом, это мои мысли. И я скажу больше, кто дальше будет развивать эту зелёную энергетику будет последним лошарой.
Я с вами в корне не согласен, как неравномерность нагрузки сглаживается в курсе? Применяя тот или иной источник энергии во главу нужно ставить рациональность применения.
АЭС не позволяет оперативно реагировать на нагрузки в сети. А эффективно запасать энергию мы до сих пор не научились. Есть идеи и т.п., но такое вот отношение рубит их на корню.
Все хорошо но без фанатизма.
Китайцы уже перешли на аэс
Non potes pervenire sidera sine virtute stellarum
Наша цивилизация пока еще не в стадии sidera pervenire (освоения других звездных систем) -- мы пока еще к Марсу не долетели.