Энергетический кризис

органического топлива.

Таким образом, потенциала солнечной радиации и ветровой энергии в принципе достаточно для нужд

энергопотребления, как страны, так и регионов. К  недостаткам этих видов энергии  можно отнести

нестабильность, цикличность и неравномерность  распределения по территории; поэтому  использование

солнечной и ветровой энергии требует, как  правило, аккумулирования тепловой, электрической или химической.

Однако  возможно создание комплекса электростанций, которые отдавали бы энергию непосредственно  в

единую  энергетическую систему, что дало бы огромные резервы для непрерывного энергопотребления.

Наиболее  стабильным источником может служить  геотермальная энергия. Валовой  мировой потенциал

геотермальной энергии в земной коре на глубине  до 10 км оценивается в 18 000 трлн. т  усл. топлива, что в 1700

раз больше мировых геологических запасов  органического топлива. В России ресурсы геотермальной энергии

только  в верхнем слое коры глубиной 3 км составляют 180 трлн. т усл. топлива. Использование  только около 0,2

% этого  потенциала могло бы покрыть  потребности страны в энергии.  Вопрос только в рациональном,

рентабельном  и экологически безопасном использовании  этих ресурсов. Именно из-за того, что  эти условия до

сих пор  не соблюдались при попытках создания в стране опытных установок по использованию геотермальной

энергии, мы сегодня не можем индустриально  освоить такие несметные запасы энергии.

Таким образом, альтернативные возобновляемые источники энергии позволяют  долгосрочно обеспечить   всю

страну. 

Состояние освоения альтернативных источников энергии  в мире и в России Состояние  АПЭ в мире 

По прогнозу Мирового энергетического конгресса  в 2020 году на долю альтернативных преобразователей

энергии (АПЭ) придется 5,8 % общего энергопотребления. При этом в развитых странах (США, Великобритании и

др.) планируется  довести долю АПЭ до 20 % (20 % энергобаланса  США - это примерно все сегодняшнее

энергопотребление в России). В странах Европы планируется  к 2020 г. обеспечить экологически чистое

теплоснабжение 70 % жилищного фонда. Сегодня в  мире действует 233 геотермальные электростанции

(ГеоТЭС) суммарной мощностью 5136 мВт, строятся 117 ГеоТЭС мощностью 2017 мВт. Ведущее  место в мире по

ГеоТЭС  занимают США (более 40 % действующих  мощностей в мире). Там работает 8 крупных солнечных ЭС

модульного  типа общей мощностью около 450 мВт, энергия поступает в общую  энергосистему страны. Выпуск

солнечных фотоэлектрических преобразователей (СФАП) достиг в мире 300 мВт в год, из них 40 % приходится

на долю США. В настоящее время в мире работает более 2 млн. гелиоустановок горячего водоснабжения.

Площадь солнечных (тепловых) коллекторов в  США составляет 10, а в Японии - 8 млн. м^2. В США и в Японии

работают  боле 5 млн. тепловых насосов. За последние 15 лет в мире построено свыше 100 тыс. ветроустановок с

суммарной мощностью 70000 мВт (10 % энергобаланса  США). В большинстве стран приняты  законы, создающие

льготные  условия, как для производителей, так и для потребителей альтернативной энергии, что является

определяющим  фактором успешного внедрения. 

Состояние АПЭ в России 

В 1990 году на долю АПЭ приходилось приблизительно 0,05 % общего энергобаланса, в 1995 году - 0,14%, на

2005 год  планируется около 0,5-0,6% энергобаланса  страны (т.е. приблизительно в  30 раз меньше, чем в США, а

если  учесть соотношение энергобалансов, то у нас «запланировано» отставание примерно в 150 раз). Всего в

России 1 ГеоТЭС (Паужекская, 11 мВт), и то технологически крайне неудачная, 1 приливная ЭС (Кислогубская, 400

кВт), 1500 ветроустановок (от 0,1 до 16 кВт), 50 микроГЭС (от 1,5 до 10 кВт), 300 малых ГЭС (2 млрд. кВт/ч),

солнечные ФЭС (в сумме приблизительно 100 кВт), солнечные коллекторы площадью 100 000 м^2, 3000

тепловых  насосов (от 10 кВт до 8 мВт).

Итак, по всем видам АПЭ Россия находится  на одном из последних мест в мире. В нашей стране отсутствует

правовая  база для внедрения АПЭ, нет никаких  стимулов для развития этого направления. В стране отсутствует

отрасль, объединяющая все разрозненные разработки в единый стратегический замысел. В  концепции

Минтопэнерго  АПЭ отводится третьестепенная, вспомогательная роль. В концепциях РАН РФ, ведущих

институтов, отраженных в программе «Экологически  чистая энергетика» (1993 г.) практически отсутствует

стратегия полномасштабного перехода к альтернативной энергетике и по-прежнему делается ставка на малую,

автономную  энергетику, причем в, весьма отдаленном будущем. Что, конечно скажется на экономическом

отставании  страны, а также на экологической  обстановке как в стране так и  в мире в целом. 
 
 
 

ОСОБЕННОСТИ АТОМНОЙ  ЭНЕРГЕТИКИ

Энергия - это  основа основ. Все блага цивилизации, все материальные сферы деятельности человека - от стирки белья до исследования Луны и Марса - требуют расхода энергии. И чем дальше, тем больше.

На сегодняшний  день энергия атома широко используется во многих отраслях экономики. Строятся мощные подводные лодки и надводные  корабли с ядерными энергетическими  установками. С помощью 

мирного атома  осуществляется поиск полезных ископаемых. Массовое применение в биологии, сельском хозяйстве, медицине, в освоении космоса  нашли радиоактивные изотопы.

В России имеется 9 атомных электростанций (АЭС), и  практически все они расположены  в густонаселенной европейской  части страны. В 30-километровой зоне этих АЭС проживает более 4 млн. человек.

Положительное значение атомных электростанций в  энергобалансе очевидно. Гидроэнергетика  для своей работы требует создание крупных водохранилищ, под которыми затапливаются большие площади 

плодородных земель по берегам рек. Вода в них застаивается и теряет свое качество, что в  свою очередь обостряет проблемы водоснабжения, рыбного хозяйства  и индустрии досуга.

Теплоэнергетические станции в наибольшей степени  способствуют разрушению биосферы и  природной среды Земли. Они уже  истребили многие десятки тонн органического  топлива. Для его добычи из сельского  хозяйства и других сфер изымаются  огромные земельные площади. В местах открытой добычи угля образуются «лунные  ландшафты». А повышенное содержание золы в топливе является основной причиной выброса в воздух десятков миллионов тонн. Все тепловые энергетические установки мира

выбрасывают в  атмосферу за год до 250 млн. т золы и около 60 млн. т сернистого ангидрида.

Атомные электростанции – третий «кит» в системе современной  мировой энергетики. Техника АЭС, бесспорно, является крупным достижением  НТП. В случае безаварийной работы атомные  электростанции не производят практически  никакого загрязнения окружающей среды, кроме теплового. Правда в результате работы АЭС (и предприятий атомного топливного цикла) образуются радиоактивные  отходы, представляющие потенциальную  опасность. Однако объем радиоактивных  отходов очень мал, они 

весьма компактны, и их можно хранить в условиях, гарантирующих отсутствие утечки наружу.

АЭС экономичнее  обычных тепловых станций, а, самое  главное, при правильной их эксплуатации – это чистые источники энергии.

Вместе с тем, развивая ядерную энергетику в интересах  экономики, нельзя забывать о безопасности и здоровье людей, так как ошибки могут привести к катастрофическим последствиям.

Всего с момента  начала эксплуатации атомных станций  в 14 странах мира произошло более 150 инцидентов и аварий различной  степени сложности. Наиболее характерные  из них: в 1957 г. – в

Уиндскейле (Англия), в 1959 г. – в Санта-Сюзанне (США),   в 1961 г. –   в   Айдахо-Фолсе   (США), в 1979 г. –

на АЭС Три-Майл-Айленд (США), в 1986 г. – на Чернобыльской АЭС (СССР).

 

РЕСУРСЫ АТОМНОЙ  ЭНЕРГЕТИКИ

Естественным  и немаловажным представляется вопрос о ресурсах самого ядерного топлива. Достаточны

ли его запасы, чтобы обеспечить широкое развитие ядерной энергетики? По оценочным  данным, на всем

земном шаре в месторождениях, пригодных для  разработки, имеется несколько миллионов  тонн урана.

Вообще говоря, это не мало, но нужно учесть, что  в получивших ныне широкое распространение  АЭС с 

реакторами на тепловых нейтронах практически  лишь очень небольшая часть урана (около 1%) может 

быть использована для выработки энергии. Поэтому  оказывается, что при ориентации только на

реакторы на тепловых нейтронах ядерная энергетика по соотношению ресурсов не так уж много может 

добавить к  обычной энергетике - всего лишь около 10%. Глобального решения надвигающейся  проблемы

энергетического голода не получается.

Совсем иная картина, иные перспективы появляются в случае применения АЭС с реакторами на быстрых 

нейтронах, в  которых используются практически  весь добываемый уран. Это означает, что 

потенциальные ресурсы ядерной энергетики с  реакторами на быстрых нейтронах  примерно в 10 раз выше

по сравнению  с традиционной (на органическом топливе). Больше того, при полном использовании  урана 

становится рентабельной его добыча и из очень бедных по концентрации месторождений, которых 

довольно много  на земном шаре. А это, в конечном счете, означает практически неограниченное (по

современным масштабам) расширение потенциальных сырьевых ресурсов ядерной энергетики.

Итак, применение реакторов на быстрых нейтронах  значительно расширяет топливную  базу ядерной 

энергетики. Однако может возникнуть вопрос: если реакторы на быстрых нейтронах так хороши, если они 

существенно превосходят  реакторы на тепловых нейтронах по эффективности использования урана, то

почему последние  вообще строятся? Почему бы с самого начала не развивать ядерную энергетику на

основе реакторов  на быстрых нейтронах?

Прежде всего, следует сказать, что на первом этапе развития ядерной энергетики, когда суммарная

мощность АЭС  была мала и U 235 хватало, вопрос о воспроизводстве не стоял так остро. Поэтому

основное преимущество реакторов на быстрых нейтронах - большой коэффициент воспроизводства - еще 

не являлся  решающим.  

 В то же  время вначале реакторы на  быстрых нейтронах оказались  еще не готовыми к внедрению.  Дело в 

том, что при  своей кажущейся относительной  простоте (отсутствие замедлителя) они  технически более 

сложны, чем реакторы на тепловых нейтронах. Для их создания необходимо было решить ряд новых 

серьезных задач, что, естественно, требовало соответствующего времени. Эти задачи связаны в 

основном с  особенностями использования ядерного топлива, которые, как и способность  к 

воспроизводству, по-разному проявляются в реакторах  различного типа. Однако в отличие  от последней