Миру нужны атомные электростанции
В деле сокращения использования ископаемых видов топлива для выработки электроэнергии в последние годы был достигнут некоторый прогресс, но солнечная энергия и ветер не могут справиться с этой задачей в одиночку. Ядерная энергия не содержит углерода и, таким образом, удовлетворяет важную потребность в «зеленой» глобальной стратегии.
Прогресс в сокращении глобального использования ископаемого топлива в производстве электроэнергии выражен следующим образом: с 87% в 2000-м году до 84,3% в 2019-м году. Это сокращение произошло за счет увеличения возобновляемых источников энергии (гидроэлектроэнергии, ветра и солнца) с 7% до 11,4%. При этом производство атомной энергии снизилось с 6% в 2000-м году до 4,3% в 2019-м году из-за закрытия атомных станций, которые не были в последствии заменены новыми. Франция уникальна тем, что 70% ее электроэнергии по-прежнему вырабатывается на атомных электростанциях.
Из-за сильного общественного давления ядерная энергия не пользуется популярностью среди специалистов по планированию энергии, но снижение ее вклада в общую энергетику вызывает сожаление, поскольку она не содержит углерода и, таким образом, удовлетворяет важную потребность в «зеленой» глобальной стратегии. Электрические сети в современной экономике должны быть гибкими, надежными и способными плавно удовлетворять колебания спроса. Источники энергии ветра и солнца сами по себе не удовлетворяют этому ключевому требованию сети, и для их дополнения необходимы более стабильные источники.
Ветровая и солнечная энергия продвигаются как зеленые строительные блоки нового мира. Но как источники электроэнергии промышленного масштаба, оба имеют серьезные недостатки, поскольку их выработка зависит от неконтролируемых погодных условий. Это может привести к почти катастрофическому сокращению подачи электроэнергии в сеть. Примечателен недавний пример. Великобритания, 20% электроэнергии которой вырабатывается за счет ветра, недавно столкнулась с серьезной проблемой электроснабжения из-за значительного снижения интенсивности ветра. Дефицит пришлось восполнить за счет увеличения использования природного газа, ископаемого топлива, на действующих электростанциях.
Заглядывая в будущее, запрет на использование электростанций, работающих на ископаемом топливе, оставляет ядерную энергетику единственной проверенной надежной технологией для крупномасштабного безуглеродного производства электроэнергии. Такие станции могут поставлять электроэнергию, необходимую для поддержания требуемых уровней мощности, как часть сетей, которые дополняют колебания источников энергии ветра и солнца. Мы говорим о сетях, включающих возобновляемые источники энергии и ядерную энергию, и о любых электростанциях, работающих на ископаемом топливе, которые выбраны для поддержания стабильности подачи электроэнергии.
Общественные воспоминания остаются яркими о нескольких крупных катастрофах на атомных электростанциях, произошедших в последние десятилетия. Таким образом, термин «ядерная энергия» не подлежит упоминанию, в то время как солнечная энергия и ветер считаются ответом на глобальное безуглеродное производство электроэнергии. В популярных дискуссиях обычно забывают, что постоянство выработки электроэнергии является важным требованием, и ни солнечные, ни ветряные генераторы не удовлетворяют этому требованию. Следовательно, такие источники требуют подключения к электросети, которая способна поддерживать постоянную подачу электроэнергии, чтобы дополнять и уравновешивать изменения от солнечных или ветровых источников.
Электроэнергия, вырабатываемая на гидроэлектростанциях, может выполнять эту роль в некоторых регионах, но в отсутствие ядерной энергетики электростанции, работающие на ископаемом топливе, должны обеспечивать такую энергию. Это несовместимо с глобальной стратегией без выбросов углерода. Конечно, идеи по устойчивости энергосистемы не лишены недостатка. Национальные и региональные сети взаимосвязаны и, чтобы дать ответ на колебания местной мощности, поставки электроэнергии могут быть увеличены, но проблема здесь заключается в масштабе таких взаимосвязей, их стоимости и их уязвимости. В конце концов, необходимо обеспечить надежные резервные источники энергии для поддержания электросетей.
Возможным ответом являются массивные системы хранения электроэнергии, но они сталкиваются с огромными практическими и финансовыми препятствиями. Фактически, большие системы хранения литий-ионных аккумуляторов используются ограниченно, но, учитывая огромные потребности национальных сетей, масштаб потребностей значительно превосходит ожидаемую доступность таких аккумуляторов. Это особенно верно из-за конкурирующих потребностей в аккумуляторах электромобилей. Более того, добавление таких батарей в больших количествах значительно увеличило бы стоимость поставляемого электричества.
Одна из предлагаемых технологий использует хранилище газообразного водорода в сочетании с топливными элементами. Такие системы были продемонстрированы в небольшом масштабе, но сталкиваются с большими техническими и финансовыми препятствиями при масштабировании для использования в сети. Пока нет доказательств того, что такие схемы аккумуляторов в больших масштабах являются одновременно надежными и рентабельными.
Технология, альтернативная коммерческой ядерной, находилась в стадии исследований на протяжении десятилетий: производство термоядерной энергии, которое дублирует на Земле и контролируемым образом процесс производства энергии в звездах. Эта технология, долгое время поддерживаемая государственными фондами в США и других странах, в принципе является многообещающей, но ее коммерческая целесообразность еще не доказана. Прогресс можно было бы ускорить, но в любом случае мы находимся на десятилетия от практических систем, учитывая огромную сложность и проблемы безопасности, которые могут возникнуть при их развертывании.
Так что пока что можно рассчитывать только на современные технологии ядерной энергетики. На пути стоят проблемы безопасности. Хотя эта технология успешно используется в течение десятилетий, проблемы безопасности остаются, но они были поняты и решены. Мы можем ожидать, что при постоянных инвестициях такие электростанции могут обеспечить баланс энергосистемы, необходимый для рентабельных и надежных сетей. Если мы хотим безуглеродного мира, это одна из необходимых программ.
ГЕНРИ КРЕССЕЛ