Выклікі вайны і клімату

Прэм'ер-міністр Вялікабрытаніі заявіў на мінулым тыдні, што ён можа разгледзець магчымасць пераходу на ядзерную энергетыку, каб кампенсаваць рост коштаў на прыродны газ, які ў Еўропе вырас прыкладна на 150% з пачатку вайны ва Украіне. Гэта павышэнне коштаў больш чым удвая.

Гэта таксама падтрымала б цвёрдую кліматычную пазіцыю Вялікабрытаніі аб нулявых выкідах парніковых газаў (ПГ), таму што атамная энергетыка забяспечвае зялёную энергію. Аднак у іншых адносінах гэта не так чыста - глядзіце ніжэй.

Але краіны з высокім узроўнем энергіі адыходзяць ад атамнай энергіі да прыроднага газу. У інфармацыйным бюлетэні Bloomberg Green паведамляецца, што выпрацоўка атамнай энергіі ў Германіі ў 2021 годзе была на 60% ніжэй за пік, у Вялікабрытаніі - на 50%, а ў Японіі - на 87%.

У сувязі з вайной, якая бушуе ва Украіне, адзін назіральнік выказаў здагадку, што Германія, сутыкнуўшыся з дэфіцытам газу, можа зноў адкрыць атамныя электрастанцыі, якія былі закансерваваныя. Нямеччына імпартуе 49% газу з Расеі.

Ці заслугоўвае іншага погляду ядзерная энергетыка як альтэрнатыва энергіі прыроднага газу і як спосаб дэкарбанізацыі свету?

Прыродны газ супраць ядзернай у Еўропе.

Калі б Расея адкрыла магістральны трубаправод у Нямеччыну Nordstream 1, як Нямеччына і іншыя эўрапейскія краіны маглі б замяніць газ? Новы трубаправод-двайнік, Nordstream 2, не дапаможа, таму што ён быў нядаўна закрыты Германіяй са спасылкай на вайну ва Украіне, яшчэ да таго, як ён нават пачаў паступаць газ з Расіі.

Адным з рашэнняў было б павялічыць імпарт СПГ у Еўропу вядучымі экспарцёрамі Аўстраліяй, Катарам і ЗША. Проста трэба больш экспартных тэрміналаў і больш спецыялізаваных грузавых танкераў СПГ.

Ці з'яўляецца атамная энергетыка варыянтам замены энергіі прыроднага газу? Няпроста, бо 28 з 34 краін у Еўропе ў 2020 г. спажывалася больш энергіі прыроднага газу, чым ядзернай.

Германія спажыла 2.6 экзаджоўля (EJ) больш энергіі ад газу, чым ад ядзернай. Наступныя па велічыні дыферэнцыялы - Італія (2.4 EJ) і Вялікабрытанія (2.2 EJ).

Большасць краін больш залежаць ад прыроднага газу, чым ад ядзернай. Францыя з'яўляецца адным вялікім выключэннем, таму што 37% электраэнергіі ў Францыі забяспечваецца атамнымі станцыямі - ядзернай энергіі спажываецца значна больш, чым прыроднага газу (на 1.7 EJ больш).

Кліматычны пункт гледжання.

Прыродны газ з'яўляецца выкапнёвым відам паліва, калі ён не быў атрыманы з адходаў. Шмат хто сцвярджае, што газ будзе пераходным палівам пры пераходзе да аднаўляльных крыніц энергіі, таму што ён згарае ўдвая чысцей, чым вугаль і нафта. Напрыклад, нафтавая кампанія bp's Энергетычны прагноз 2020 пастуляваў будучыя сцэнары, у якіх газ будзе дамінуючым выкапнёвым палівам, неабходным для дасягнення чыстага нуля да 2050 г., але гэта будзе толькі палова энергіі, якая паступае ад ветру, сонца і гідра.

Але пашырэнне некаторых атамных электрастанцый, безумоўна, дапаможа знізіць выкіды парніковых газаў і паменшыць залежнасць ад газавых і вугальных электрастанцый.

Біл Гейтс дадае яшчэ адзін станоўчы момант для ядзернай зброі. У сваёй кн Як пазбегнуць кліматычнай катастрофыГейтс кажа, што на кожны фунт будаўнічага матэрыялу ядзерны рэактар ​​дае значна больш энергіі, чым традыцыйныя аднаўляльныя крыніцы энергіі. Сонечныя, гідра- і ветраныя сістэмы патрабуюць у 10-15 разоў больш бетону і сталі, чым будаўніцтва ядзернага рэактара, на тую ж адзінку вырабленай энергіі. Гэта вялікая справа, кажа ён, таму што пры гэтым адбываецца шмат выкідаў парніковых газаў вытворчасць гэтыя бетонныя і сталёвыя матэрыялы.

Што спатрэбіцца, каб замяніць увесь прыродны газ у Еўропе ядзернай энергіяй? Адна ацэнка складае 50-150 новых АЭС. У сярэднім па 34 краінах гэта будзе азначаць, што кожная краіна павінна будзе пабудаваць прыкладна 1-4 атамныя электрастанцыі. Магчыма, гэта будзе выканальна да 2050 года, але спрэчныя пытанні, якія абмяркоўваюцца ніжэй, зробяць гэта вельмі малаверагодным.

Спрэчныя ядзерныя пытанні.

Дзве вялікія праблемы: ядзерны рэактар ​​займае шмат часу, каб атрымаць дазвол, рэгуляваць і пабудаваць, а таксама гэта дорага і звычайна перавышае бюджэт. Параўнайце гэта з аднаўляльнымі крыніцамі энергіі ветру, сонца і батарэй, якія пастаянна таннеюць.

Па-другое, адпрацаванае ядзернае паліва радыеактыўнае, і вельмі цяжка быць упэўненым, што падземнае сховішча будзе бяспечным на працягу доўгага часу. Хоць толькі а невялікая частка ядзерных адходаў з'яўляецца доўгажывучым і вельмі радыеактыўным (3% ад агульнай колькасці), яго неабходна аддзяліць і ізаляваць, як правіла, шляхам глыбокага геалагічнага захоўвання на працягу дзесяткаў тысяч гадоў.

Як бакавая панэль, захоўванне ядзерных адходаў у ЗША з'яўляецца пераканаўчае пытанне. Адходы ядзернага паліва ў ЗША існуюць у 33 розных штатах, дзе яны захоўваюцца ў 75 месцах. Штогод колькасць адходаў павялічваецца на 2,000 тон, а велізарная адказнасць набліжаецца да 30 мільярдаў долараў.

Было прапанавана часовае рашэнне для захоўвання на двух сайтах: у Нью-Мексіка пад назвай Holtec і ў Тэхасе пад назвай ISP. Абодва яны ляжаць у пермскім басейне, але выклікаюць спрэчкі часткова з-за росту колькасці землятрус. Новы законапраект быў прапанаваны ў Сенаце ЗША, каб спыніць гэта.

Малыя модульныя рэактары.

SMR - гэта невялікі модульны рэактар, які мінімізуе першую праблему зверху - працяглы час на дазвол, рэгуляванне і будаўніцтва атамнай станцыі. SMR звычайна вырабляе 300 МВт электраэнергіі і прызначаны для пабудовы на заводзе. Такі рэактар ​​можа забяспечваць энергіяй больш за 200,000 тысяч дамоў. Існуе больш за 50 розных канструкцый для SMR.

DOE выдаткаваў больш за 1.2 мільярда долараў на SMR на сённяшні дзень, і цяпер хоча даць такім кампаніям, як NuScale, як мінімум яшчэ 5.5 мільярда долараў на распрацоўку і дэманстрацыю дызайну SMR на працягу наступнага дзесяцігоддзя. Практычнае прымяненне, напэўна, гадоў праз 10-20.

Як хутка ядзерны сінтэз?

Тэрмаядзерны сінтэз вадароду вызваляе надзвычайную колькасць энергіі, як было прадэманстравана вадароднымі бомбамі, якія асвятлілі Ціхі акіян у 1950-х гадах. У сумеснае еўрапейскае прадпрыемства пад назвай JET у Оксфардшыры, Вялікабрытанія, велізарны магніт у форме пончыка змяшчае плазму, якая награваецца да звышвысокай тэмпературы ў 100 мільёнаў градусаў.

Нядаўна каманда абвясціла, што яны падвоілі выпрацоўку энергіі тэрмаядзернага сінтэзу, што стала важным крокам наперад. Зліццё вадароду працягвалася каля 5 секунд - вялікі прагрэс у параўнанні з папярэднімі тэстамі. Плазма ўнутры магніта-пончыка імітавала ўмовы ўнутры нашага сонца на працягу гэтых 5 секунд. Тэрмаядзерны сінтэз, вядома, з'яўляецца крыніцай сонечнай энергіі.

Наступны крок адбудзецца ў большай і лепшай лабараторыі ў Францыі пад назвай Iter, якая, як чакаецца, будзе запушчана ў 2035 годзе. Прывабнасць у тым, што 1 фунт тэрмаядзернага паліва будзе вырабляць больш чым у 10 мільёнаў разоў энергіі, чым 1 фунт вугалю, нафты ці газ. Але камерцыйнае прымяненне тэрмаядзернага ядзернага сінтэзу засталося праз дзесяцігоддзі, таму яно не з'яўляецца рашэннем праблемы змены клімату да 2050 года.

Шлях наперад.

Ядзерная энергія - гэта чыстая энергія, і аб'екты кампактныя ў параўнанні з плошчай ветравых электрастанцый, але даражэйшыя. Ядзерная энергетыка таксама выкідвае значна менш парніковых газаў пры вытворчасці такіх матэрыялаў, як бетон і сталь, якія выкарыстоўваюцца для будаўніцтва ядзернага рэактара. Акрамя Чарнобыля ў 1986 г., ядзерная энергетыка таксама мае вялікія паказчыкі бяспекі. Фукусіма ў 2011 г. была жахлівай, але ніхто не загінуў.

Але асцярогі, згаданыя вышэй, азначаюць, што ядзерная АЭС не з'яўляецца практычным рашэннем для замены прыроднага газу ў Еўропе, калі яго цана будзе працягваць імкліва расці або калі санкцыі, звязаныя з вайной, або выплата санкцый прывядуць да спынення патоку газу з Расіі.

Таксама малаверагодна, што ядзерная энергетыка магла б унесці вялікі ўклад у скарачэнне глабальных выкідаў парніковых газаў, паколькі яна спрыяла толькі 4.4% сусветнага спажывання энергіі у 2020 г. Дазволаў, правілаў, будаўніцтва і выдаткаў на новыя атамныя станцыі занадта шмат. І стартавая лінія занадта далёкая для большасці еўрапейскіх краін - долі спажывання ядзернай энергіі складаюць толькі 6.7% у Вялікабрытаніі, 4.9% у Германіі і 8.6% у ЗША - калі не ўдасца хутка аднавіць законсерваваныя ядзерныя рэактары.