Ядерная энергетика: альтернативы триумфу нет?

АЭС подошли к перелому: существующие технологии производят энергию дороже ТЭС, варьировать генерацию не могут и нарабатывают радиоактивные отходы, которые нужно хранить десятки тысяч лет. Без смены парадигмы никуда, но на что её менять?

В США новые АЭС производят электроэнергию с затратами в 11,4 цента на киловатт-час. Это в несколько раз дешевле того, что даёт солнечная энергия или офшорные ветряки, но больше ТЭС и ветряков наземных. Правда, в отличие от ТЭС, АЭС не производят углекислого газа, а их выработка значительно стабильнее, чем у ветра:

если американские ветряки работают каждый третий час в году, то АЭС — 90% времени, а в других странах — и до 95% длительности года.

Именно поэтому уже сегодня, когда доля ветряков в общей генерации ещё невелика, в Штатах случаются «расплёскивания ветра» — ситуации, когда ветер дует и энергия от него есть, но девать её некуда, ибо не хватает аккумулирующих мощностей, а потребление ночью может быть не слишком высоким.

Рис. 1. Среднестатистическая АЭС.

Кроме того, есть вопрос отчуждаемых площадей. Реактор, занимающий вместе с комплексом вспомогательных зданий один квадратный километр, эквивалентен солнечным батареям, раскинувшимся на двадцатикратно большей площади, или тысяче циклопических ветряков, или всей плотине Гувера, одно водохранилище которой занимает 640 км².

Как полагает бывший сотрудник НАСА Кирк Ф. Соренсен (Kirk F. Sorensen), ныне командующий компанией Flibe Energy, отсутствие реальных альтернатив рано или поздно заставит использовать АЭС. И если их недостатки исправить, это произойдёт скорее «рано», чем «поздно».

Рис. 2. По занимаемой площади все АЭС мира вместе взятые сравнимы с одной плотиной Гувера (внизу). (Фото Wikimedia Commons.)

Как это сделать? Г-н Соренсен отмечает, что главная проблема атомной энергетики — её вначале одностороннее, а потом и вовсе прерванное развитие. В 1950-х реакторы на лёгкой воде стали мейнстримом не потому, что были лучше: просто на них получали начинку для ядерных бомб. Однако для «сжигания» продуктов их работы требовалось раз в полтора года удалять «отходы», отправляя их на быстрые реакторы-размножители. Когда в 1974 году Индия взорвала свою первую плутониевую бомбу, Джимми Картер немедленно запретил коммерческую переработку ядерных отходов на быстрых реакторах, и традиционная парадигма реактора на лёгкой воде повисла в пустоте: её отходы стало некому перерабатывать. Их приходится хоронить, вот только обеспечить безопасность на 40 тыс. лет вперёд сложно: у человечества нет опыта в решении столь долгосрочных задач.

Конечно, урановые быстрые реакторы-размножители надо развивать, полагает г-н Соренсен, но с учётом риска распространения ядерного оружия лучше вообще уйти от схемы легководных реакторов, продуцирующих смертельно опасные отходы.

Его компания занимается реакторами на расплавах солей, которые используют в качестве топлива торий. Пока мощность первой проектируемой ими АЭС невелика — всего 40 МВт, а потребителем и вовсе планируется армия США, для которой эти реакторы могут решить вопрос энергообеспечения удалённых баз по всему миру. Но, как полагает г-н Соренсен, это временный период, связанный с нежеланием энергокомпаний обращаться к конструкциям, которые не проверены временем и не вмещаются в прокрустово ложе устаревших нормативов-регуляторов гражданского атомного рынка США.

Впрочем, отмечает он, «испытанные временем» легководные реакторы как раз и есть самое тяжёлое обвинение в адрес атомной энергетики. Чернобыль и Фукусима стали итогом использования водного охлаждения; любой сбой в нём приводит к разрушению активной зоны из-за перегрева, пишет nanonewsnet.ru.