Я писав, на скільки в світі вистачить газу, вугілля, нафти. Виглядає картина досить оптимістично: не те щоб ми були забезпечені ресурсами навічно, але час у людства є. Як воно його використовує - це інша справа. Однак якщо споживання буде зростати, і через 20, 40, 100 років не відбудеться якісного прориву в енергетичному розвитку, то однозначно прийде той момент, коли людство упреться в порожні кар'єри і свистячий в свердловинах вітер, і слідом за цим настане колапс. Відкат до темних століть, до технологій 19 століття без шансу на відродження.
Ми цього не дізнаємося - лише на сиву старість наших ще не народжених правнуків може випасти доля бачити епоху занепаду людства.
Але час ще є, попереду десятиліття наростаючою видобутку ресурсів і розвитку технологій. У прийдешніх поколінь є шанс вибудувати благополучне майбутнє.
Я не тішу себе ілюзіями побачити, як автобани заповнять затишні електромобілі, як по виділених смугах міських артерій поспішатимуть на роботу тисячі велосипедистів, збиваючи краплі найчистішої роси з листя міських дерев. Але дещо вже можна змінити в найближчі десятиліття.
Ось так виглядає динаміка світового виробництва електроенергії (Рік - млрд кВт / год):
Світові потрібно більше електроенергії, щоб ховатися від темряви в яскраво освітлених містах, залучати зграйки покупців до вітрин, а також вирощувати, будувати і добувати.
37% від всієї виробленої енергії витрачає промисловість: верстати повинні працювати 24 години на добу, їм потрібно багато електрики. Транспорт забирає собі ще 20%. В особистих цілях люди всієї планети використовують ще 11% - і 5% залишається на комерційне споживання (освітлення, опалення та охолодження комерційних будівель, водопостачання і каналізація). Куди поділися ще 27%? Загубилися при виробництві та передачі електроенергії.
Такі справи, а що поробиш.
Ось такі види палива використовувалися при генерації електроенергії в далекому 1973 році:
Нафта подорожчала, її місце замінив газ. У кого не вистачило грошей на те й інше, пече вугіллячко. ГРЕС в світі не те щоб стало менше, просто вони не встигли за збільшувати в 4 рази обсягами генерації електрики. Атомні електростанції наполегливо відвойовують своє місце під сонцем, але недостатньо швидко. Про них і поговоримо.
Очевидно, що виробляти електроенергію, спалюючи мазут, газ чи вугілля - справа дурне. Набагато розумніше виготовляти з них полімери, пластмаси і витягувати рідкоземельні метали. А уран ресурс такий - тільки на електрику і війну придатний.
Генерація електроенергії за допомогою ядерних технологій - процес надзвичайно складний. Чого вартий тільки видобуток урану.
Видобувають уран з уранових руд. Це можуть бути самі різні мінеральні утворення, головне, щоб у них містився уран. При цьому, якщо урану більше 0,3%, то це вже супербагаті поклади, і якщо їх більше 59 тис. Тонн - то це дуже велике родовище. Ось такі справи.
Якщо у вас є таке родовище, то ви здобуваєте звідти руду шахтним способом. Але багатих руд у світі залишається все менше, а це значить, що складності починаються вже з цього етапу.
Щоб добути уран з бідних руд, вам потрібно закачати під землю, увагу, сірчану кислоту і потім відкачати її назад, вже з ураном. Сірчану кислоту, Карл! Ким треба бути, щоб працювати на видобутку урану? Сірчана кислота іноді, буває, не підходить, тому застосовується інша магія, на якій ми не будемо зупинятися.
Потім потрібно отримати уран в твердому стані, але перед цим очистити його від домішок. На цьому етапі застосовується вже азотна кислота.
І лише після всіх етапів на виході отримуємо ТВЕЛи - тепловиділяючі елементи, наповнені таблетками ядерного палива.
Складно? По-моєму дуже. І, що показово, з видобутку урану Росія знаходиться на 6 місці в світі, проте зі збагачення -на першому.
Це вам не седани збирати.
Для того, щоб отримати 20 тонн уранового палива, потрібно збагатити 153 тонни природного урану. Однак одна тонна збагаченого урану виділяє стільки ж тепла, скільки 1 мільйон 350 тисяч тонн нафти або природного газу.
Тепер зрозуміло, чому палити газ заради електрики нерозумно?
Тільки ось після того, як ми добудемо, збагатимо уран, побудуємо архіскладне АЕС, запустимо її, нам потрібно щось зробити з відпрацьованим ядерним паливом.
Відслужили свій термін ТВЕЛи дуже радіоактивні і дуже гарячі. Після вилучення з активної зони реактора їх потрібно витримати років 5 в басейні витримки, а потім відправити в сховище, де він буде «видихатися», остигаючи від радіоактивного випромінювання. Після цього з ним стане простіше працювати і можна буде захоронити навічно, а краще переробити, в процесі чого можна витягти корисні елементи, а відходи все ж відправити на зберігання куди-небудь подалі.
Очевидно, що такі виробничі процеси явно не тільки не по кишені багатьом країнам, а й просто складні в експлуатації. Робоча культура на такому виробництві - це не вправа в дусі модних корпорацій. Наплювацьке ставлення тут - бух! - і чорнобильська зона відчуження готова.
Звідси і повільні темпи будівництва АЕС по всьому світу. Присмоктатися до газової труби все ж набагато простіше. Так може, атомна енергетика невигідна?
Я знайшов одну цікаву табличку. Правда, на іноземній мові. У таблиці наведено дані щодо кількості отриманих одиниць енергії на кожну витрачену. Чим вище значення - тим перспективніше напрямок.
Що ми бачимо: гідроелектростанції - це круто, особливо великі. Вони на першому місці. Але великі і зручні річки є не скрізь.
Вітрогенератори (в кінці таблички) - теж непогано, але не скрізь дмуть сильні і постійні вітри. Тим більше, що тут постає питання акумулювання енергії про запас, вітер може і стихнути. Газ, вугілля, а вже тим більше сонце - все недостатньо ефективно, на відміну від ядерної енергетики.
Nuclear diffusion enrichment - метод збагачення урану за допомогою газової дифузії, складний і енерговитратний. Але навіть він завдає серйозного удару по газу, не кажучи вже про вугілля.
Nuclear centrifuge enrichment - метод збагачення, званий газовим центрифугуванням. Сучасний метод зі зменшеним енергоспоживанням, до слова, основний промисловий метод поділу ізотопів в Росії. Нокаутуючий удар по будь-яким іншим способам отримання електроенергії, якщо у вас тільки під рукою немає хорошої річки в ущелині, яку ви можете перегородити.
Тому АЕС хочуть багато, але далеко не всім під силу її побудувати і експлуатувати.
Однак, якщо ви все ж таки вирішите придбати для вашої країни пару ядерних реакторів, ви знаєте куди звернутися: Росатом запропонує вам лінійку безпечних ядерних електростанцій за доступною ціною з сервісним обслуговуванням.
У росіян є хобі: збирати свої автомобілі і лаяти їх. Але у них є і робота: будувати жахливо складні проекти і пишатися ними.
Тільки тут така справа. Урану в світі досить багато, він є скрізь: в землі, повітрі, у воді. Тільки витягти його - задачка ще та. Ті ж запаси, які можна отримати, достатньо обмежені.
У світі всього 5 327 200 тонн цього добра, добувають ж по 59 637 тонн щорічно, і обсяги видобутку продовжують збільшуватися. Запасів вистачить на 89 років максимум.
Не дуже оптимістично?
А що поробиш. Але є способи і відтягнути наближення дна:
- По-перше, уран добувають зі старих ядерних бомб. Зберігати їх вічно все одно не можна.
- По-друге, уран за новою добувають зі старих родовищ. Технології-то не стоять на місці.
Однак уже зараз 21% урану, споживаного енергетикою, надходить з вторинних джерел. Так що вдасться продовжити атомне століття, переробляючи старі атомні бомби, невідомо.
Росія займає 3 місце за покладами урану - 487 200 тонн 9,15% від світових (на першому - Австралія, на другому - Казахстан). За видобутком, як я говорив, ми на 6 місці (3 135 тонн в рік) - не поспішаємо нікуди. А ось зі збагачення - на першому, залишивши далеко позаду конкурентів. Наших запасів при нинішніх обсягах видобутку вистачить на 155 років. Та й запас старіючих атомних бомб у нас більш ніж значний.
Не варто. Уран - це не панацея. Це дуже ефективний ресурс, але брудний у виробництві і небезпечний в зверненні. Розвивати атомну енергетику необхідно, однак потрібно рухатися далі.
Ліберали запитують, що буде з Росією, коли скінчиться нафта (газ, уран, якщо хочете)?
На той час, коли вони закінчаться, наші будинки забезпечуватимуть електрикою термоядерні електростанції, і на ядерних двигунах ми будемо літати до сусідніх планет за ресурсами.
І немає, я не скажу за все людство, але ми - росіяни - будемо займатися саме цим.
Однак про це в наступній статті.
Підписуйтесь на наш канал в Telegram
Якщо помітили помилку, виділіть фрагмент тексту і натисніть Ctrl + Enter
Андрій Єрмолов ••
Андрій Хабаров ••
Сергій Черкасов ••
Висновок про безпеку атомної енергетики виходячи із запасів Урана 238 кілька нелогічний :)
Однак так, дійсно, реактори на швидких нейтронах працюють. Правда Росія зараз чи не єдина країна в якій залишилися ці реактори. З 34 працюючих у нас, тільки 1 на швидких нейтронах та 1 вводили в експлуатацію, не знаю ввели вже чи ні. Я не став загострювати на цій технології уваги, тому що поки вона явно не висловлює надій людства на майбутнє.
Інша справа термояду, до яких набагато ближче ніж 150 років :)
Гопота Митищинському ••
Андрій Хабаров ••
Висновок про безпеку не з запасів урану виходить, а з того що реактори на бн будуються на замкнутому циклі - випалюються практично всі, відходів в порівнянні з нинішніми реакторами майже немає. Просто ви неповно вникли в матчастину. Тому ваш висновок є невірним.
Що до термояда - 150 років це ще оптимістично. Все що будується це не більше ніж експериментальні установки. У вчених немає навіть теоретичного способу рентабельного зняття електрики з таких установок.Не існує матеріалів забезпечують рентабельність термояда.
Врешті-решт вони не можуть навіть ITER добудувати! У термояд стільки проблем і з часом їх стає все більше, а технології не сильно зростають, а з урахуванням майбутнього сверхкрізіса - перспектив взагалі немає.А правильно що Росатом зробив основний упор в БН реактори.
З іншого боку є напрям-без нейтронна реакція на основі Бора.Но цей напрямок не отримує розвитку через складність підпалу бора.Вот цей напрямок перспективний можна вкластися в 30-40ле
Сергій, "термояда", як енергетичної установки, ніколи не буде. Поясню: в будь-якої реакції синтезу вихід енергії або у вигляді гамма-квантів, нейтронів або альфа-частинок технологічно в принципі неможливо перетворити в теплову.
Для Сонця ситуація інша: гамма-кванти, нейтрони і альфа-частинки - від йде в ядрі Сонця "термояда", проходячи через величезну товщу матерії передають саме їй свою енергію, перетворюючись в "сонячне світло"
Олександр Забилфамілію ••
Пам'ятаю на початку Перебудови (а це вже 30 років назад!) - скрізь тільки і говорили про те, що час термоядерного синтезу вже прийшло, що ось-ось ще дрібненько, ще саааамую трішки - і все, буде у людства джерело нескінченної енергії, будемо з водню гелій виробляти!
Але так все і померло потихеньку.
Також пригадую багаторічні крики про надпровідність - мовляв, Сколе супраляйтери будуть при комнетной температурі, а не в рідкому азоті. Нобелівку дали 30 років тому за високотемпературні надпровідники. Але так до сих пір і немає прориву в цій галузі. І, боюся, так більше і не буде.
Сергій Черкасов ••
Це ви помиляєтеся :) В наступній статті розберу тему термоядерного синтезу