Сегодняшний тренд развития энергетики – это увеличение количества возобновляемых источников энергии, преимущественно солнечной и ветряной генерации.
Но так было далеко не всегда.
Доля возобновляемых источников энергии в производстве электричества вообще претерпела снижение с 1990 года по 2008 год в абсолютном значении.
Доля солнечной и ветровой энергетики также снижалась с 1990 по 1998 год включительно.
Мировой рост доли солнечной и ветряной электроэнергетики начался с 1999 года и продолжается в настоящее время.
Видеть снижение процента возобновляемой энергетики в прошлом и увеличение выработки её в настоявшим - очень странно, согласитесь. Энергетика подобным образом не развивается. Если появляется источник энергии, который превосходит своих предшественников по общему критерию (мощность, экономичность, эффективность), то доля подобного источника энергии должна только возрастать.
Но в солнечной и ветряной энергетике подобное не наблюдается, и это факт. То есть в прошлом отношение к подобному типу генерации электроэнергии было пессимистичное.
Понимание реальной эффективности солнечной и ветряной генерации отображало не только низкое развитие данного направления, но и последующее уменьшение её доли в общем энергобалансе.
Малая выгода и неспособность конкурировать с другими способами производства электроэнергии затмевали все её достоинства: возобновляемость, экологичность и сравнительно высокую доступность.
Но вскоре произошло событие, которое буквально вынудило мир развивать столь невыгодный вид генерации электроэнергии…
Это событие связано с прогрессом в термоядерной энергетике – экологически чистом, мощном, дешёвом и эффективном источнике энергии будущего.
Прогресс с 1950 по 1970 годы был таков, что даже в самых пессимистичных прогнозах учёные и экономисты утверждали, что первые термоядерные электростанции появятся к 2000 году.
Однако прогресс в термоядерной энергетике забуксовал в середине 1970 годов. Тогда в СССР впервые признали проблему, и по инициативе всё того же СССР в 1978 году началась первая международная проработка нового термоядерного реактора в качестве эксперимента.
Проект международного термоядерного реактора «ИНТОР» является первой кооперацией международной группы учёных, которые за 2,5 года работы применили в проекте самые передовые мировые достижения в области физики плазмы и других технологических наработок термоядерных реакторов.
В это время строились ТОКАМАКи следующего поколения: JET (Европейский союз), JT-60 (Япония), Т-15 (СССР), TFTR (США). Они, по расчётам учёных, должны были продемонстрировать самоподдерживающуюся термоядерную реакцию, с помощью которой можно получить энергии больше, чем затрачено на их работу, и стать первыми по-настоящему «термоядерными реакторами» в истории человечества.
Однако десятилетия экспериментов даже не приблизили экспериментальные данные к расчётным значениям, и прогресс в термоядерной энергетике вообще застрял в трясине, откуда не выбрался до сих пор.
В 1992 году ЕС, Россия, США и Япония подписывают соглашение о сотрудничестве и разработке проекта международного экспериментального термоядерного реактора (ITER).
Вскоре США вышли из проекта, ожидая сворачивания финансирования, так как их пессимистичный настрой не позволял предположить даже в обозримом будущем появление термоядерной энергетики.
В 2004 году США вернулись к международному сотрудничеству как к единственной возможности получить хотя бы экспериментально самоподдерживающуюся термоядерную реакцию.
Фактически, к концу 20 века стало очевидно, что в термоядерной энергетике настолько всё непонятно и сложно, что она больше не прогнозируется.
То есть мы получим термоядерную энергетику тогда, когда получим. И всё на этом.
В этих условиях всем стало очевидно, что в ближайшие 50 лет переход на термоядерную энергетику невозможен.
Надежды энергозависимых стран (импортёров энергоносителей) на экологически чистый, мощный, эффективный и независимый от внешних обстоятельств источник энергии рухнули окончательно.
Единственной альтернативой термоядерному синтезу оказались малоэффективные возобновляемые источники энергии, которые в Европе уже начали внедрять.
А какова была альтернатива?
Тепловые электростанции – это зависимость от стран экспортёров энергоносителей. А как показал энергетический кризис 1973 года, подобная зависимость угрожает стабильности и экономическому развитию стран-импортёров энергоносителей.
Ядерная энергетика виделась реальной альтернативой, но когда в 1990 году МАГАТЭ впервые увидели обогатительные мощности России, то просто не поверили в реальность подобных технологий.
Каскады Российских газовых центрифуг оказались почти в 55 раз эффективнее газодиффузионной технологии США , и в несколько раз эффективнее европейских аналогичных газоцентрифужных методов.
Выход России на рынок ядерного топлива в последствие и так сильно сбил цены, а развитие ядерной энергетики в странах Европы в перспективе ставило их в урановою зависимость от России.
Более того, ядерная энергетика — это не только АЭС. Это ещё и комплекс переработки ядерного топлива, и проблема захоронения отработанных ядерных отходов, которая до сих пор не решена.
Подробнее о проблеме ядерной энергетики я писал тут.
Вот и осталась единственная альтернатива в энергетике, способная, теоретически, снизить риски и уменьшить зависимость от стран-экспортёров энергоресурсов.
С 2000-х годов в мире началось масштабное внедрение солнечной и ветряной электрогенерации.
И несмотря на научные публикации тех же европейских учёных ("Energy intensities, EROIs, and energy payback times of electricity generating power plants") и американских экономистов ("Energy, EROI and quality of life") о малой эффективности альтернативных источников энергии, которые неспособны даже поддерживать сложившийся жизненный уклад в развитых странах, альтернативная энергетика всё равно будет развиваться.
То есть сегодня возобновляемая энергетика - это, хоть и крайне малоэффективная, но всё-таки альтернатива термоядерной энергетике.
Развитие всей дальнейшей энергетики, в том числе альтернативной, зависит от экспериментов на международном термоядерном реакторе, строительство которого завершится в конце 2025 года. А на полную мощность он выйдет только в 2035 году.
Однако ведущие страны всё ещё делают ставку на перспективность термоядерной энергетики:
- Так, строительство прототипа коммерческого термоядерного реактора «DEMO» мощностью в 2 ГВт запланировано на 2040 год;
- Южнокорейский аналог «K-DEMO» мощностью в 2,2 ГВт запланирован на 2037 год;
- Великобритания к 2040 году планирует построить термоядерную электростанцию «STEP» на «сотни мегаватт»;
- У Китая в планах в 2030-х годах строительство термоядерного реактора «CFETR» мощностью в 1 Гигаватт;
- США в 2025-2030 годах планируют строительство компактного ТОКАМАКа «SPARC» мощностью в 100 МВт.
В России в 2025-2030 годах планируется строительство сверхкомпактного (в 38 раз меньше по массе, чем «ITER») ТОКАМАКа «Игнитор» мощностью в 100 МВт. На нём планируется впервые продемонстрировать коммерческую генерацию электроэнергии в режиме как чистого термоядерного синтеза, так и его гибридного варианта, например, когда высокоэнергетические нейтроны делят в контролируемой ядерной реакции ядра урана-238.
Первый гибридный реактор ТОКАМАК Т-15МД по состоянию на 2021 год уже создан в России.
Однако все проекты скорее гипотетические, и прямо заявлять об их состоятельности сегодня нельзя просто потому, что даже в реализации самого масштабного и сложного научного проекта в истории человечества - «ITER» - есть определённые сомнения. Сомнения, которые не позволяют прогнозировать состоятельность термоядерной энергетики в среднесрочной перспективе. И доказательство этому - отсутствие в странах какой-либо стратегии в сфере термоядерной энергетики как таковой.
Например, водородные энергетические доктрины по состоянию на 2021 год появились у дюжины стран мира. Вот только нерешённых проблем с водородной энергетикой хватает даже в тех же доктринах Германии, Японии, Южной Кореи, которые этот самый энергетический водород планируют импортировать… Но кто сегодня вообще экспортирует водород в качестве энергоносителя? Правильно - никто.
"Росатом" на глобальной международной конференции по энергетике «Global Impact Conference 2020» хоть и заявил, что уже сегодня готов экспортировать энергетический водород, однако инфраструктуры для экспорта водорода в качестве энергоносителя в мире нет.
А планы есть, и они подписаны на самом высоком уровне. В термоядерной энергетике подобного не наблюдается.
Возобновляемая и водородная энергетика отражены в энергетических доктринах многих стран, в том числе и России, однако термоядерная энергетика в этом плане обделена.
Россия, кстати, и здесь отличилась на фоне всего остального мира. Так, в 2017 году в администрацию президента был направлен проект о рассмотрении гибридного термоядерного реактора в качестве нового альтернативного источника энергии.
То есть предложили ту самую концепцию, которую заложили при модернизации ТОКАМАКа Т-15МД.
И проект Российского гибридного реактора (подробнее о котором я писал в статье «Россия развивает альтернативу Термоядерному Синтезу») приобрёл приоритетный статус. Причём настолько приоритетный, что он, фактически, сдвинул строительство десятилетиями разрабатываемого и уже готового проекта Быстрого Натриевого ядерного реактора «БН-1200» на неопределённый срок.
Реактор на быстрых нейтронах для начала замыкания ядерного цикла «БН-1200» изначально планировался к строительству в 2020-2025 годах.
Успешный пуск ТОКАМАКа Т-15МД должен определить, в том числе, перспективы развития альтернативной энергетики в России, которая начала бурно развиваться с 2017 года.
В середине января 2021 года Минэнерго и Минэкономразвития России договорились урезать на четверть объём поддержки возобновляемой энергетики в период с 2025 по 2035 годы.
Внезапно как-то! И похоже, это только начало…
================================================================
С информационными источниками, которые использованы в основе публикации, можно ознакомиться в закреплённом комментарии.
