В период дорогой нефти многие страны бросились разрабатывать и внедрять альтернативные источники энергии, поскольку они стали рентабельными. С подешевением нефти эти работы несколько застопорились, но продолжаются, ибо нефть снова может подорожать.
Энергетическая эффективность
При всех достоинствах у альтернативных источников энергии есть свои недостатки. Солнечная энергетика ограничена регионами с достаточно большим количеством солнечных дней в году. Для ветряков нужны ниодимовые магниты. Ниодим – это редкоземельный металл, месторождений которого в мире немного. Более половины их находится в Китае.
Кроме материальных затрат, следует учесть энергетические затраты на получение энергии. Они характеризуются величиной EROI (energy return on investment). Для того чтобы добыть энергетический ресурс, нужно потратить энергию.
Производство солнечных батарей довольно энергозатратный процесс, поэтому в итоге получаем только десятикратный выигрыш в энергии. У угля EROI в три раза больше.
EROI ветровых электростанций сопоставим с углём. Больше всего эта величина у гидроэнергетики, но не везде можно поставить ГЭС, да и с экологией у гидроэнергетики неважно, поскольку плотины нарушают естественный гидрологический баланс.
Лидером по EROI среди существующих источников энергии являются атомные электростанции с реакторами на быстрых нейтронах, работающих на топливе, обогащённом центрифужным способом. Энергетическая отдача АЭС составляет от 50 до 75 единиц энергии на одну затраченную. Но проблемы АЭС тоже всем известны, как и известно, что запасы урана тоже ограничены и неравномерно распределены по Земле.
Термоядерная энергетика
После успешных испытаний термоядерных бомб стало ясно, что реакция термоядерного синтеза – самый мощный источник энергии. Дело за «малым» — научиться запускать и управлять реакцией. Привлекателен этот процесс ещё и доступностью топлива, которым служит водород, добываемый из воды.
В теории, конечно, всё очень привлекательно. Величина EROI должна достигать каких-то зашкаливающих значений. На практике же всё гораздо скромнее. Более того, во всех успешных случаях запуска реакции затраты энергии превосходили отдачу. Но исследователи не сдаются и продолжают поиски способов запуска и управления термоядерной реакцией.
Росатом — один из лидеров
Всем, что связано с ядерной энергетикой, у нас занимается госкорпорация Росатом. Но она занимается не только текущим обеспечением работы АЭС, но и вкладывается в будущее, в т.ч. и термоядерную энергетику. С 2010 по 2015 год корпорация заявила более 250 патентов в области термоядерного синтеза.
Основные направления патентной деятельности Росатома в этой сфере сосредоточены на трёх перспективных проектах: технологии холодного синтеза, технологии инерциального управляемого термоядерного синтеза и технологии магнитного удержания горячей термоядерной плазмы. Кроме того, российские ядерщики принимают участие в работе Международного термоядерного экспериментального реактора ITER. Вся эта работа позволила Росатому занять десятую строчку в рейтинге мировых инноваторов в энергетики, составленном компанией Thomson Reuters.
Инновации Росатома
Промышленный 3-D принтер
Не только энергетикой занимается Росатом, что неудивительно, если вспомнить, что в структуры корпорации входит 360 предприятий разного профиля. Из недавних новинок Росатом представил на промышленной выставке «Иннопром-2016» первый промышленный 3D-принтер. Сам принтер и программное обеспечение разработаны и произведены в России. Это первая промышленная установка такого типа в нашей стране. Принтер способен печать металлические детали из порошков методом послойного наплавления.
Утилизация ядерных отходов
Как известно, после отработки ядерного топлива остаются радиоактивные и токсичные отходы, с которыми нужно что-то делать. Самый плохой способ – это захоронение их в земле. Росатом является единственным в мире владельцем реактора на быстрых нейтронах, который позволяет использовать отходы других АЭС и дополнительно производить энергию. Китай, для которого дефицит энергии уже стал ощутимой проблемой, очень заинтересован в сотрудничестве с Росатомом в строительстве таких реакторов. Реакторы на быстрых нейтронах делают ядерную энергетику чище и экологически безопаснее. Между прочим, Росатом разработал установку для очистки радиоактивных жидких отходов на аварийной японской АЭС «Фукусима-1».
Суперкомпьютеры
В быту и на работе мы пока, к сожалению, вынуждены пользоваться импортными компьютерами с импортным программным обеспечением. Возможно, персональные компьютеры – это слишком мелко для Росатома, чего не скажешь о суперкомпютерах. Корпорация произвела уже 177 таких машин для собственных нужд, а также по заказам Министерства обороны, Роскосмоса и Объединённой авиастроительной корпорации. Все суперкомпьютеры сделаны на отечественной элементной базе и снабжены российским программным обеспечением.
В единстве - сила
Это была лишь очень маленькая часть успехов Росатома. Примеры показывают, что объединение большого количества научных организаций и промышленных предприятий позволяет эффективно управлять разработкой и внедрением инноваций. Госкорпорация Росатом вносит существенный вклад не только в энергетику нашей страны, но и в решение задачи импортозамещения в области высокотехнологичных производств.
Автор: Евгений Сизов
