Ирина Лагунина: Во вторник президент США Барак Обама предложил американцам план повышения энергоэффективности автомобилей. План поддержан 10-ю крупнейшими американскими автомобилестроительными кампаниями и профсоюзами, а также 14 штатами во главе с Калифорнией, выступающими за более жесткие экологические нормы в стране. Для легковых автомобилей цель к 2016 году – потребление бензина 6 литров на 100 километров. Сейчас в среднем по стране потребляется 8.5 литров на 100 километров. При этом американский президент заметил, что у самого у него Форд-гибрит. Но ведь настанет такой день, когда нефти в мире не останется. На чем тогда будем ездить? Об энергетике будущего продолжает разговор Валентин Барышников.
Валентин Барышников: Будущая энергетическая революция, отказ от энергетики, основанной на сжигании ископаемого топлива, потребует новых технологий, альтернативных источников энергии. Один из них – термоядерный синтез – не такая уж и новая идея, еще школьником я слышал слово «токомак», ласкавшее слух всякого сторонника технического прогресса и любителя фантастики. Поговорим о нем с главой российского агентства ИТЭР – международного проекта создания реактора термоядерного синтеза, который сейчас строят на юге Франции при участии ЕС, Индии, Китая, России, США, Южной Кореи и Японии.
Анатолий Красильников: Последние 50 лет активно изучается возможность создания управляемой термоядерной реакции на базе уже не деления тяжелых атомов урана, а слияния легких изотопов водорода. При этой реакции так же высвобождается колоссальная энергия, и эту энергию можно использовать для того, чтобы тепловые электростанции строить и электрические. Плюс, конечно, неограничен в воде Мирового океана, равномерно распределен по территории Земли. Это значит, что не будет риска ресурсных войн.
Второе преимущество – внутренняя безопасность этого реактора, в нем нет возможности физической ситуации, в которой может случиться взрыв. Недостатком является, конечно, колоссальная технологическая, техническая сложность. Во многих случаях эти технологии существенно выше, чем достигнуто сегодня. С другой стороны, является локомотивом, который движет массовые технологии.
Валентин Барышников: А вот мнение скептика. Директор российского Центра по эффективному использованию энергии Игорь Башмаков:
Игорь Башмаков: Это нам обещают 50 лет, а то и больше, что смогут наши ученые овладеть этими силами. Но пока что, насколько мне известно, существенных каких-то продвижений в том, чтобы мы могли говорить не только о коммерческой технологии, но даже о какой-то технологии в научных установках, где им удалось бы эту плазму удерживать достаточное количество времени, необходимого для того, чтобы выделялась энергия, насколько мне известно, такими успехами наша наука похвастаться не может. И знаю, когда сможет. То есть если это когда-то будет, то не раньше, чем через 50 лет.
Валентин Барышников: Вновь слово Анатолию Красильникову
Анатолий Красильников: Когда-то Лев Андреевич Арцимович, который руководил в Советском Союзе термоядерной программой, ему задали вопрос лет 25 назад, когда будет построен первый термоядерный реактор. Он ответил: тогда, когда государствам он понадобится. Очень большая заинтересованность в термоядерных электростанциях демонстрируется такими странами, как Китай, у которого большие проблемы с энергоносителями, а экономика растет очень и население очень высокое. Япония, Европейский союз. И очень существенные бюджеты, которые эти страны затрачивают на термоядерную энергетику.
Валентин Барышников: Попробуем поговорить о собственно технологии. Задача - заставить соединиться ядра легких атомов, при этой реакции выделяется колоссальная энергия, но для реакции нужны колоссальные же температуры (поэтому реакция называется ТЕРМО-ядерной). Раскаленному газу нельзя дать прикоснуться к поверхности реактора, иначе она, то есть эта поверхность, тут же испарится, хоть и сделана из самых жароустойчивых материалов. Нужно мощное магнитное поле. Подробнее – Анатолий Красильников:
Анатолий Красильников: Наиболее продвинутая плазменная конфигурация – это токамак, предложенная в Советском Союзе в 50 годах. Выглядит как бублик, то есть плазменное образование в виде бублика, окруженное, конечно, вакуумной камерой. Этот бублик имеет характерные размеры. В экспериментальном реакторе ИТЕР, который сооружается сегодня на юге Франции, большой радиус шесть метров, а малый радиус два метра. Идея токамака заключается в том, что в вакуумном объеме делается напуск дейтерия и трития, дальше организовывается пробой электрическим полем, возникает плазма. Магнитное поле удерживает от растекания во все стороны, плазма долго существует, а материалы первой стенки могут выдерживать потоки тепловые, магнитное поле не дает плазме непосредственно растекаться на стенки. Если мы говорим о реакторе, то он должен производить больше энергии, чем затрачивается на создание этой плазменной конфигурации, только в этом случае он является электростанцией. Нужно, чтобы в этом отношение наработанной энергии к затраченной было выше, по крайней мере, единицы, а на самом деле должно быть выше 10, чтобы было экономически целесообразна эксплуатация такой станции.
Что касается проекта ИТЕР, который в соответствии с сегодняшним графиком должен получить первую плазму в июле 2018 года, там коэффициент отношения термоядерной мощности наработанной к мощности затраченной на создание плазмы 10. Это первый экспериментальный реактор, который должен продемонстрировать реализуемость термоядерной энергетики с точки зрения получения Q-большого, отношение термоядерной мощности к затратам, 10 и может быть выше.
Валентин Барышников: А вот как отозвался о проекте ИТЕР и о других будущих технологиях еще один участник беседы - представитель ведомства Европейской комиссии по вопросам энергетики Ферран Тарраделлас Эспуни:
Ферран Тарраделлас Эспуни: Ядерный синтез – это огромная надежда в долгосрочной перспективе. Определенно это источник энергии, которую можно производить в больших количествах из топлива, запасы которого практически бесконечны, при этом без ядерных отходов. Проблема в том, что эти технологии все еще мало разработаны, и мы не ждем появления действующей и конкурентоспособной установки ранее 2050 года. Еврокомиссия инвестирует большие средства в этот проект, но до появления установок ядерного синтеза мы, возможно, должны будем двигаться к четвертому поколению атомных электростанций, которые гораздо безопаснее, гораздо эффективнее используют ядерное топливо и производят очень мало ядерных отходов.
Если помечтать немного о том, что будет в энергетике к середине века, то, по-моему, сектор электроэнергии будет все более и более важным, и она будет производиться методами, позволяющими не выбрасывать в атмосферу углекислый газ. Это возобновляемые источники энергии, ядерные технологии, угольные технологии с захватом углекислого газа. Должны произойти огромные изменения в транспортном секторе, которые покончат с зависимостью транспорта от нефти. Это означает распространение электрических и гибридных автомобилей, автомобилей, использующих водород в качестве топлива, или, например, использование синтетического топлива в авиации. Перейдем теперь к строительству зданий, таких, которые не только производят электричество и тепло, в котором сами нуждаются, но даже снабжают электричеством и теплом энергосети. В принципе это означает, что каждое здание станет маленькой электростанцией с интегрированными солнечными панелями, ветряными генераторами или энергоустановками на биомассе. В этих зданиях будет чрезвычайно эффективно использоваться энергия благодаря очень хорошей изоляции, электросбережению, они будут оснащены так называемыми «смарт грид» («умными сетями») - новым видом электросетей, позволяющих не только поставлять энергию в здание, но и экспортировать ее. И наконец, произойдет глобальная революция в этой сфере – идеи, которые мы применяем в Европейском Союзе, будут применяться также в новых экономиках по всему миру.
Валентин Барышников: А вот что думает Игорь Башмаков о новых технологиях и о том, удастся ли им потеснить ископаемое топливо.
Игорь Башмаков: А вы знаете в 1860 году, когда началась промышленная добыча нефти Рокфеллером в штате Техас, доля нефти тоже была мизерной и составляла меньше существенно, чем составляет сейчас доля возобновляемых источников энергии. Мы знаем, например, что европейское сообщество уже поставило задачу в 2020 году вырабатывать 20% всей энергии на возобновляемых источниках энергии. То есть они уверены, что они смогут реализовать и решить эту задачу. И я тоже сильно не сомневаюсь, что им это удастся. Это очень большой перечень наименований, это и солнечная энергия. Есть разные технологии. Это ветровая энергия, просто пейзаж сегодня в западноевропейских странах, как правило, где бы вы ни ехали, вам в окно какой-нибудь ветряк попадет. Это диатермальаня энергия, использование подземных источников тепловых. Приливная, энергия волн, мини-гидроэлектростанции. Очень большой перечень технологий. В конце концов, возобновляемые источники энергии – это различного рода преобразования энергии солнечного потока на поверхность земли, поэтому они являются возобновляемые, поскольку солнце, слава богу, пока что продолжает светить.
Валентин Барышников: Ферран Тарраделлас Эспуни – о новых технологиях
Ферран Тарраделлас Эспуни: Ветровая и солнечная энергии – очень зрелые технологии, которые уже конкурентоспособны на рынке, и будут еще более конкурентоспособны по двум причинам – во-первых, благодаря развитию технологий стоимость солнечной и ветряной энергии снижается, во вторых – потому что стоимость основного конкурента этих источников – ископаемого топлива – будет расти. Существует весьма многообещающая технология концентрирования солнечной энергии. Она применяется, например, на юге Испании. Огромное преимущество концентрирования солнечной энергии в том, что вы можете создавать резерв электричества, нагревая вещество, скажем, соль, которое затем может быть использовано в ночное время, в отсутствие солнца, для производства электроэнергии.
Технология, которая явно будет существенна для энергетической революции – технология производства энергокабелей. То есть энергосети, способные поддерживать бесперебойное снабжение, несмотря на прерывистость возобновляемых источников энергии, и использующие, если можно так сказать, интерактивный подход, позволяющий потребителю быть также и производителем. Это немного напоминает интернет. Вы получаете информацию, но вы и отправляете информацию. С новыми энергосетями вы сможете и получать электроэнергию, и снабжать сеть электричеством. Для этого мы должны развивать то, что мы называем «смарт грид» – умными сетями – это будет очень важным направлением в будущем.
Валентин Барышников: В беседе о новых технологиях в энергетике принимали участие представитель ведомства Европейской комиссии по вопросам энергетики Ферран Тарраделлас Эспуни, директор российского Центра по эффективному использованию энергии Игорь Башмаков и Анатолий Красильников – руководитель российского агентства ИТЭР – международного проекта создания реактора термоядерного синтеза.
Валентин Барышников: Будущая энергетическая революция, отказ от энергетики, основанной на сжигании ископаемого топлива, потребует новых технологий, альтернативных источников энергии. Один из них – термоядерный синтез – не такая уж и новая идея, еще школьником я слышал слово «токомак», ласкавшее слух всякого сторонника технического прогресса и любителя фантастики. Поговорим о нем с главой российского агентства ИТЭР – международного проекта создания реактора термоядерного синтеза, который сейчас строят на юге Франции при участии ЕС, Индии, Китая, России, США, Южной Кореи и Японии.
Анатолий Красильников: Последние 50 лет активно изучается возможность создания управляемой термоядерной реакции на базе уже не деления тяжелых атомов урана, а слияния легких изотопов водорода. При этой реакции так же высвобождается колоссальная энергия, и эту энергию можно использовать для того, чтобы тепловые электростанции строить и электрические. Плюс, конечно, неограничен в воде Мирового океана, равномерно распределен по территории Земли. Это значит, что не будет риска ресурсных войн.
Второе преимущество – внутренняя безопасность этого реактора, в нем нет возможности физической ситуации, в которой может случиться взрыв. Недостатком является, конечно, колоссальная технологическая, техническая сложность. Во многих случаях эти технологии существенно выше, чем достигнуто сегодня. С другой стороны, является локомотивом, который движет массовые технологии.
Валентин Барышников: А вот мнение скептика. Директор российского Центра по эффективному использованию энергии Игорь Башмаков:
Игорь Башмаков: Это нам обещают 50 лет, а то и больше, что смогут наши ученые овладеть этими силами. Но пока что, насколько мне известно, существенных каких-то продвижений в том, чтобы мы могли говорить не только о коммерческой технологии, но даже о какой-то технологии в научных установках, где им удалось бы эту плазму удерживать достаточное количество времени, необходимого для того, чтобы выделялась энергия, насколько мне известно, такими успехами наша наука похвастаться не может. И знаю, когда сможет. То есть если это когда-то будет, то не раньше, чем через 50 лет.
Валентин Барышников: Вновь слово Анатолию Красильникову
Анатолий Красильников: Когда-то Лев Андреевич Арцимович, который руководил в Советском Союзе термоядерной программой, ему задали вопрос лет 25 назад, когда будет построен первый термоядерный реактор. Он ответил: тогда, когда государствам он понадобится. Очень большая заинтересованность в термоядерных электростанциях демонстрируется такими странами, как Китай, у которого большие проблемы с энергоносителями, а экономика растет очень и население очень высокое. Япония, Европейский союз. И очень существенные бюджеты, которые эти страны затрачивают на термоядерную энергетику.
Валентин Барышников: Попробуем поговорить о собственно технологии. Задача - заставить соединиться ядра легких атомов, при этой реакции выделяется колоссальная энергия, но для реакции нужны колоссальные же температуры (поэтому реакция называется ТЕРМО-ядерной). Раскаленному газу нельзя дать прикоснуться к поверхности реактора, иначе она, то есть эта поверхность, тут же испарится, хоть и сделана из самых жароустойчивых материалов. Нужно мощное магнитное поле. Подробнее – Анатолий Красильников:
Анатолий Красильников: Наиболее продвинутая плазменная конфигурация – это токамак, предложенная в Советском Союзе в 50 годах. Выглядит как бублик, то есть плазменное образование в виде бублика, окруженное, конечно, вакуумной камерой. Этот бублик имеет характерные размеры. В экспериментальном реакторе ИТЕР, который сооружается сегодня на юге Франции, большой радиус шесть метров, а малый радиус два метра. Идея токамака заключается в том, что в вакуумном объеме делается напуск дейтерия и трития, дальше организовывается пробой электрическим полем, возникает плазма. Магнитное поле удерживает от растекания во все стороны, плазма долго существует, а материалы первой стенки могут выдерживать потоки тепловые, магнитное поле не дает плазме непосредственно растекаться на стенки. Если мы говорим о реакторе, то он должен производить больше энергии, чем затрачивается на создание этой плазменной конфигурации, только в этом случае он является электростанцией. Нужно, чтобы в этом отношение наработанной энергии к затраченной было выше, по крайней мере, единицы, а на самом деле должно быть выше 10, чтобы было экономически целесообразна эксплуатация такой станции.
Что касается проекта ИТЕР, который в соответствии с сегодняшним графиком должен получить первую плазму в июле 2018 года, там коэффициент отношения термоядерной мощности наработанной к мощности затраченной на создание плазмы 10. Это первый экспериментальный реактор, который должен продемонстрировать реализуемость термоядерной энергетики с точки зрения получения Q-большого, отношение термоядерной мощности к затратам, 10 и может быть выше.
Валентин Барышников: А вот как отозвался о проекте ИТЕР и о других будущих технологиях еще один участник беседы - представитель ведомства Европейской комиссии по вопросам энергетики Ферран Тарраделлас Эспуни:
Ферран Тарраделлас Эспуни: Ядерный синтез – это огромная надежда в долгосрочной перспективе. Определенно это источник энергии, которую можно производить в больших количествах из топлива, запасы которого практически бесконечны, при этом без ядерных отходов. Проблема в том, что эти технологии все еще мало разработаны, и мы не ждем появления действующей и конкурентоспособной установки ранее 2050 года. Еврокомиссия инвестирует большие средства в этот проект, но до появления установок ядерного синтеза мы, возможно, должны будем двигаться к четвертому поколению атомных электростанций, которые гораздо безопаснее, гораздо эффективнее используют ядерное топливо и производят очень мало ядерных отходов.
Если помечтать немного о том, что будет в энергетике к середине века, то, по-моему, сектор электроэнергии будет все более и более важным, и она будет производиться методами, позволяющими не выбрасывать в атмосферу углекислый газ. Это возобновляемые источники энергии, ядерные технологии, угольные технологии с захватом углекислого газа. Должны произойти огромные изменения в транспортном секторе, которые покончат с зависимостью транспорта от нефти. Это означает распространение электрических и гибридных автомобилей, автомобилей, использующих водород в качестве топлива, или, например, использование синтетического топлива в авиации. Перейдем теперь к строительству зданий, таких, которые не только производят электричество и тепло, в котором сами нуждаются, но даже снабжают электричеством и теплом энергосети. В принципе это означает, что каждое здание станет маленькой электростанцией с интегрированными солнечными панелями, ветряными генераторами или энергоустановками на биомассе. В этих зданиях будет чрезвычайно эффективно использоваться энергия благодаря очень хорошей изоляции, электросбережению, они будут оснащены так называемыми «смарт грид» («умными сетями») - новым видом электросетей, позволяющих не только поставлять энергию в здание, но и экспортировать ее. И наконец, произойдет глобальная революция в этой сфере – идеи, которые мы применяем в Европейском Союзе, будут применяться также в новых экономиках по всему миру.
Валентин Барышников: А вот что думает Игорь Башмаков о новых технологиях и о том, удастся ли им потеснить ископаемое топливо.
Игорь Башмаков: А вы знаете в 1860 году, когда началась промышленная добыча нефти Рокфеллером в штате Техас, доля нефти тоже была мизерной и составляла меньше существенно, чем составляет сейчас доля возобновляемых источников энергии. Мы знаем, например, что европейское сообщество уже поставило задачу в 2020 году вырабатывать 20% всей энергии на возобновляемых источниках энергии. То есть они уверены, что они смогут реализовать и решить эту задачу. И я тоже сильно не сомневаюсь, что им это удастся. Это очень большой перечень наименований, это и солнечная энергия. Есть разные технологии. Это ветровая энергия, просто пейзаж сегодня в западноевропейских странах, как правило, где бы вы ни ехали, вам в окно какой-нибудь ветряк попадет. Это диатермальаня энергия, использование подземных источников тепловых. Приливная, энергия волн, мини-гидроэлектростанции. Очень большой перечень технологий. В конце концов, возобновляемые источники энергии – это различного рода преобразования энергии солнечного потока на поверхность земли, поэтому они являются возобновляемые, поскольку солнце, слава богу, пока что продолжает светить.
Валентин Барышников: Ферран Тарраделлас Эспуни – о новых технологиях
Ферран Тарраделлас Эспуни: Ветровая и солнечная энергии – очень зрелые технологии, которые уже конкурентоспособны на рынке, и будут еще более конкурентоспособны по двум причинам – во-первых, благодаря развитию технологий стоимость солнечной и ветряной энергии снижается, во вторых – потому что стоимость основного конкурента этих источников – ископаемого топлива – будет расти. Существует весьма многообещающая технология концентрирования солнечной энергии. Она применяется, например, на юге Испании. Огромное преимущество концентрирования солнечной энергии в том, что вы можете создавать резерв электричества, нагревая вещество, скажем, соль, которое затем может быть использовано в ночное время, в отсутствие солнца, для производства электроэнергии.
Технология, которая явно будет существенна для энергетической революции – технология производства энергокабелей. То есть энергосети, способные поддерживать бесперебойное снабжение, несмотря на прерывистость возобновляемых источников энергии, и использующие, если можно так сказать, интерактивный подход, позволяющий потребителю быть также и производителем. Это немного напоминает интернет. Вы получаете информацию, но вы и отправляете информацию. С новыми энергосетями вы сможете и получать электроэнергию, и снабжать сеть электричеством. Для этого мы должны развивать то, что мы называем «смарт грид» – умными сетями – это будет очень важным направлением в будущем.
Валентин Барышников: В беседе о новых технологиях в энергетике принимали участие представитель ведомства Европейской комиссии по вопросам энергетики Ферран Тарраделлас Эспуни, директор российского Центра по эффективному использованию энергии Игорь Башмаков и Анатолий Красильников – руководитель российского агентства ИТЭР – международного проекта создания реактора термоядерного синтеза.
