Энергия ХХI века: где мы и куда идем

Атомная энергетика мало кого оставляет равнодушным. Однако взгляды на нее крайне полярны.
Владимир Бурлюк. "Глаза". Собрание Мэри К.Бурлюк Холт, США–Канада

За последнюю треть XX века мировое потребление энергетических ресурсов выросло почти в два раза и в настоящее время превысило 10 млрд. тонн нефтяного эквивалента. При этом органическое (ископаемое и возобновляемое) топливо составляет около 90% в структуре мирового потребления первичной энергии.

Углеводородное топливо – главный источник энергии и будет таковым в течение десятилетий. Однако общие тенденции состоят в достижении максимума добычи нефти к 2020–2030 годам и несколько позже, но еще в этом веке – природного газа.

Анализ роста потребностей в энергии, например, до середины века и возможностей расширения ресурсной базы основных современных энергоисточников дает не слишком обнадеживающие результаты.

Даже при условиях, когда рост спроса на энергоисточники, диктуемый увеличением народонаселения и главное – выравниванием удельного энергопотребления «двух миров», определен по минимуму, а рост их производства – по максимуму, не удается свести энергетический баланс спроса и предложения.

Крайне трудно ожидать, что к 2050 году уровень добычи нефти и даже газа заметно превысит современный. Самые оптимистичные представления о росте других энергетических источников: угля (здесь огромные ресурсы «сочетаются» со столь же значительными проблемами), возобновляемой энергии (пока это практически биомасса, гидроэнергия и ветер), а также о повышении энергетической эффективности экономики мира не спасают положения.

Область неудовлетворенного спроса составит почти треть от всей потребляемой к середине века энергии. Этот неудовлетворенный спрос будет служить постоянным источником роста международной напряженности, вариантов избавиться от которой пока не просматривается. Скорее всего заявки на любые виды энергетических ресурсов будут только нарастать. Отсюда уже недалеко до известного со времен пирамид «нерыночного» способа перераспределения ресурсов.

Прогноз динамики энергопотребления в XXI столетии

Судя по прогнозу динамики изменения энергопотребления в мире, потребности в энергоресурсах и доля современных энерготехнологий в течение текущего столетия увеличатся примерно в два раза по сравнению с современным уровнем.

Таким образом, энергетическая сфера уже не является «площадкой» для конкурентной борьбы различных энерготехнологий за «место под солнцем». Масштаб развития мировой энергетики столь велик, что все источники, способные внести вклад, становятся востребованными. Главное, что одновременно с традиционными должны развиваться инновационные энерготехнологии, которые имеют принципиально большую ресурсную базу.

Для обозначенных масштабов энергопотребления не хватит никаких ископаемых ресурсов. Из известных в настоящее время энерготехнологий требуемыми ресурсами обладают ядерная энергия деления, синтеза и энергия Солнца (тот же синтез, только нерукотворный).

Например, ресурсов урана, ежегодно оцениваемых экспертами ОЭСР и МАГАТЭ, достаточно для удовлетворения мировых потребностей в энергии (50 млрд. тонн в год) по меньшей мере на 500 лет (разумеется, при условии, что «в дело» пойдет весь уран, а не только его изотоп-235, как сейчас). Солнечная энергия – вообще самый большой энергетический ресурс, потенциально доступный землянам. Однако из этих источников доведена до стадии значимой по масштабам энергетической технологии только ядерная энергия деления.

К концу 2007 года в 32 странах мира (в которых живут две трети населения планеты) действовали 439 ядерных энергетических реакторов общей установленной мощностью 371,7 ГВт(э) (нетто). Ядерная доля в электрической генерации в мире составила 17%. Ближайшие перспективы мировой ядерной энергетики характеризуются тем, что в двенадцати странах строится 30 ядерных энергоблоков общей мощностью около 24 ГВт(э).

Ядерный бум впереди

Это еще далеко от ядерного бума 60-х годов прошлого века, когда в мире запускалось 10–15 реакторов в год. Но уже более четырех десятков стран официально заявили о намерениях создать ядерный сектор в своей национальной энергетике. Современные планы развития ядерной энергетики к середине столетия, которые независимо рассматриваются в странах мира, сейчас в международном сознании ориентируются на масштаб порядка 1000 ГВт(э) и непрерывно пересматриваются в сторону увеличения.

Признанный мировой авторитет – Международное энергетическое агентство ОЭСР, которое никак не заподозришь в «ядерном лоббизме», еще несколько лет назад предрекало спад интереса к ядерной генерации. Теперь МЭА заявляет о «глобальной энергетической революции». Ее обязательные составляющие: пока известное лишь специалистам секвестирование (улавливание и хранение) углекислого газа, всеми любимые возобновляемые источники и энергосбережение, а также далеко не всеми поддерживаемая ядерная энергетика. «Нам придется строить по 32 новых АЭС ежегодно», – с завидной точностью предсказывает директор МЭА Нобуо Танака.

Если же правительства всего мира будут продолжать энергетическую политику, проводимую ими сегодня, утверждает МЭА, то к середине века эмиссии парниковых газов вырастут на 130%, а спрос на нефть – на 70%. В то время как позиция научного сообщества практически едина – изменения климата, говорится в докладе ООН, «носят реальный характер и обусловлены деятельностью человека», воздействие парниковых газов на планету несет потенциально катастрофические риски.

Современный масштаб безэмиссионной ядерной энергетики и ее технологический ресурс позволяют сделать вывод, что она действительно может стать системой, способной к устойчивому и достаточно быстрому развитию. Если предположить, что область неудовлетворенного спроса будет заполнена ядерной энергией, то установленные мощности АЭС должны составить к середине столетия огромную величину в несколько тысяч гигаватт.

Верхние планки не установлены

Таким образом, прогнозируемые энергетические потребности мира XXI века не ставят развитию ядерной энергетики верхнего предела, ее масштабы будут определяться возможностями развития, внедрения необходимых технологических инноваций. Инновации давно задуманы и проработаны. Это новые реакторы и производства для уже упомянутого вовлечения всего ископаемого урана в топливный цикл, делающего ядерную энергетику «квазивозобновляемой». Это также кардинальное расширение сферы применения ядерной энергии, например, в область получения высокопотенциального тепла для энергоемких производств и нового топлива – водорода.

Но отнюдь не только технологическое развитие ставит перед ядерным сообществом новые задачи. Ядерная энергетика обязана отвечать набору требований, которые к ней предъявляет человечество, наиболее благополучная часть которого основательно напугана историей ядерной энергии.

Неизбежно подключение к использованию ядерной энергии десятков «новых» стран, не имеющих опыта развития и регулирования этой деятельности. Такие ее «краеугольные камни», как культура ядерной и физической безопасности, обращение с высокоактивными радиоактивными отходами и обеспечение ядерного нераспространения, должны стать обязательными условиями «новой ядерной эры». Безусловно, для этого необходимо широкое международное сотрудничество между странами, имеющими передовые ядерные программы, и новыми участниками «ядерного ренессанса», фактически новая международная политика.

Надо прямо сказать, что многое будет зависеть от наличия скоординированных совместных усилий двух основателей «первой ядерной эры» – Соединенных Штатов и России. Инициированные нашими странами в начале века международные проекты – ИНПРО (МАГАТЭ), «Поколение-IV» и более поздние инициативы – только начало того, чего требует «глобальная энергетическая революция».

Сама Россия при ее запасах углеводородов стратегически заинтересована в ускоренном развитии собственной ядерной энергетики для обеспечения энергетической безопасности, сохранения и эффективного использования собственных ресурсов, а также расширения экспорта энергии и высокотехнологичной продукции.

Так что это предложение, от которого невозможно отказаться. Нам придется принять ядерную энергетику как жизненную необходимость для нашего будущего и суметь обеспечить ее быстрое развитие.