Ядерная энергетика, как основа перехода
на траекторию устойчивого развития

Станислав Субботин
РНЦ «Курчатовский институт»

В ХХ1 веке человечеству придется увидеть практически все последствия масштабного эксперимента по увеличению “собственного” богатства за счет использования “дешевых” источников энергии — органических ископаемых топлив.

Следует ясно осознать, что мы сейчас имеем цивилизацию, жизнеспособность которой основана на не возобновляемых процессах и неразрывно связана со все возрастающим производством и потреблением электроэнергии и различных видов топлива для всевозможных транспортных средств. Ресурсы сырья для их получения (нефть, газ, уголь), как бы велики они сейчас не казались, обеспечивают существование этой цивилизации без серьезных политических и экономических потрясений не более чем на 20 - 50 лет, не говоря о непредсказуемых изменениях в функционировании биосферы в целом, локальных экологических катастрофах и изменениях климата.

Никакие политические и экономические реформы не решат надвигающихся проблем если в их распоряжении не будет эффективной энергетики, которая является своего рода сердцем экономики. Необходима разработка и внедрение новых принципов и методов получения энергии без крупномасштабного вторжения в биосферные циклы. Необходимо изменение отношения к ценностям, чтобы перестать практически бесплатно брать ресурсы у Земли и у будущих поколений ради обогащения отдельных государств и людей.

Игнорирование современной экономикой, основанной на безудержном наращивании потребления “дешевых” энергоресурсов, законов развития биосферы ведет к деградации человека как биологического вида.

По-видимому, усилия науки по поиску ресурсов топлива должны сопровождаться и усилиями по ограничению их использования хотя бы с помощью предсказания последствий этих процессов. Расширение ресурсной базы необходимо не столь для всемерного расширения производства всевозможных “благ”, сколько для увеличения глубины надежного прогнозирования и планирования дальнейшего развития человечества.

“Пользуйтесь, но не злоупотребляйте - таково правило мудрости. Ни воздержание, ни излишества не дают счастья” (Вольтер).

Различные энерготехнологии, опирающиеся на возобновляемые энергоресурсы, на органическое и ядерное топлива, на использование термоядерного синтеза, следует рассматривать не как конкурирующие, а как дополняющие друг друга при создании гармоничной структуры энергопроизводства, способного удовлетворить все потребности общества в энергии различного вида и качества. Только при гармоничной, многофункциональной и многокомпонентной структуре энергопроизводства можно избавить общество от неэффективного потребления энергии, от преждевременного исчерпания энергоресурсов, от необходимости использования дорогих энергоресурсов и соответственно от неоправданного увеличения стоимости производства энергии и, следовательно, от снижения благосостояния общества.

Отношение общества к ресурсам лежит в основе определения устойчивости общества. Общество может быть устойчивым, если темпы потребления возобновляемых ресурсов не превышают темпов их восстановления.

Конечно, в XXI веке будет развиваться использование возобновляемых источников энергии: ветра, рек, приливов, а также не возобновляемых нетрадиционных источников типа тепла Земли и т.д. и т.п. Но следует иметь в виду, что в биосфере нет ничего лишнего и негармоничного. Эти источники возобновляемы только при отсутствии нарушений функционирования биосферы, то есть только при наличии малых возмущений, а что такое малые и допустимые возмущения в биосфере науке еще предстоит выяснить.

Ресурсы возобновляемых источников энергии достаточно велики для того, чтобы с их помощью решить некоторые задачи. Но для того чтобы возобновляемые ресурсы действительно стали человечеству доступны в том виде, в котором оно привыкло потреблять энергию – в нужном месте, в удобное время, в достаточном количестве, требуемого качества – необходимо вложение колоссальных интеллектуальных (потенциально обладающих возможностью устойчивого роста) и материальных (в основном не возобновляемых) ресурсов.

Единственным источником энергии, способным в крупных масштабах, в течение длительного времени, надежно и безопасно снабжать человечество качественной энергией является энергия деления тяжелых ядер: урана и тория.

Развитая ЯЭ позволит высвободить органические ресурсы для удовлетворения потребностей человечества в химической энергии, одежде, продовольствии, стройматериалах и т.д.

Запасы ядерного топлива, которое пока не находит другого применения, кроме энергетического, вполне достаточны, чтобы без суеты и политической напряженности решать проблемы гармонизации человеческого общества и биосферы на пути ее перехода в ноосферу. К тому же ядерное топливо не сгорает, оно превращается в продукты деления, среди которых есть ценнейшие для техногенной цивилизации нуклиды начиная от щелочных металлов до благородных металлов и газов.

Использование ЯЭ открывает собой эволюционный процесс, который, в принципе, включает и новую техническую революцию.

Стоит отметить, что ядерная энергетика сейчас так же все в большей мере начинает рассматриваться как квазивозобновляемая энерготехнология. Это связано с тем, что должным образом организованная структура ЯЭ в режиме замыкания топливного цикла по актинидам (торий, уран, плутоний, и др.) может работать при постоянном воспроизводстве и даже увеличении в нужной степени нейтронного потенциала системы. Топливные ресурсы (уран и торий) ЯЭ в этом случае практически не ограничены и в составе структуры ЯЭ можно создать систему высокотемпературных ядерных реакторов, способных довольно эффективно производить водород из воды.

В новой, приемлемой для долговременного и широкомасштабного использования системе энергетики, ЯЭ будет выполнять роль не только эффективного источника энергии, но и возьмет на себя функции по поддержанию (контролю) необходимого уровня эмиссии СО2 в атмосферу и необходимого уровня радиоактивного излучения. И часть средств, получаемых за счет учета соответствующих экстерналий в органической энергетике ради продления ее же жизни и увеличения ее собственной эффективности должна быть направлена на создание ЯЭ, соответствующей потребностям устойчивого развития.

Структура ЯЭ, необходимая для ее устойчивого развития

Для того, чтобы ЯЭ действительно смогла бы в будущем помочь человечеству справиться с практически без нее не решаемыми проблемами устойчивости снабжения энергией, питьевой водой и многими другими ресурсами, она должна стать широкомасштабной. Для этого она должна быть по определению многокомпонентной и по типам реакторов и по мощностям единичных блоков и по степени автономности ЯЭУ.

Устойчивость развития ядерной энергетики определяется сохранением накопленного потенциала знаний, экспериментальной и теоретической базы, технологий и производств.

Технические направления, аккумулировавшие огромные средства, научный и технологический потенциал и создавшие промышленную базу, должны давать максимальную отдачу и решать экономические задачи возможно наиболее долгое время. Новые технологические решения в ядерной энергетике, учитывая требования безопасности и надежности, могут быть представительно апробированы только в международном ядерном сообществе, аккумулировавшем опыт уже развитых технологий.

Работы по ядерной и термоядерной энергетике в этом плане не только показывают пример того, как можно организовывать НИР, ОКР и международное сотрудничество в области широкомасштабного использования водорода и возобновляемых ресурсов, но и позволяют лучше понять происходящие в природе процессы и сделать вывод, что в освоение проблем целенаправленного широкомасштабного использования природных процессов (так называемых возобновляемых ресурсов) необходимо вкладывать интеллект и средства не в меньшей степени, чем это делается в области ЯЭ и управляемого термоядерного синтеза.

Поэтому в условиях глобального либерализованного финансового рынка без соответствующих проработок в области ЯЭ и политических шагов на государственном и международном уровне не могут быть созданы условия для проведения необходимых глубоких и широкомасштабных научно-исследовательских работ, и не может возникнуть серьезный интерес к ядерной энергетике, как основе устойчивого развития, и к водороду, как к экологически чистому энергоносителю, способному существенным образом помочь человечеству перейти на путь устойчивого развития.

Мировая экономическая система сейчас находится в переходном состоянии и будущее цивилизации, основное богатство которой составляют люди и природные ресурсы, связано с переходом к новому технологическому и экономическому укладу.

ЯЭ, пройдя в результате аварий через стадию позора и унижений, во многом сумела преодолеть собственные недостатки и всеми средствами старается удовлетворить очень жесткие требования, предъявляемые к ней как со стороны экономики, так и со стороны надзорных государственных органов. Остальные энерготехнологии не прошли еще этот этап: они не удовлетворяют в достаточной степени даже современному уровню требований устойчивого развития ни по эффективности, ни по безопасности, ни по надежности, ни по экологической приемлемости. И только ЯЭ в этом плане способна работать уже сейчас в соответствии с требованиями устойчивого развития, и ее опыт может стать базой и локомотивом трансформации остальных частей ТЭК до соответствующего уровня требований.

Экономика, хотя она и получила терминологическое определение глобальной и претендует на то, чтобы стать механизмом устойчивого развития, на самом деле не стала глобальной и тем более не гарантирующей возможность следования принципам устойчивого развития. И в том виде, в котором она сейчас функционирует в развитых странах, она и не может стать глобальной и устойчивой. В глобальной и устойчивой экономике различные регионы, где живут участники этого экономического процесса, должны стать равноважными, и интересы всех участников должны удовлетворяться в равной мере, хотя бы в потенции. Пока же глобальным становится только одна из сторон экономического механизма. Все человечество все в большей степени по мере необходимости вовлекается в процесс обеспечения устойчивого процветания «развитых» государств. Этот процесс не может не быть полноценным и длительным ни для развитых, ни тем более для «развивающихся» государств. Для первых вследствие того, что они сделали ставку как на исчерпаемые ресурсы, так и на «исчерпаемые» условия, а вторые не могут пойти по пути первых как минимум по вышеупомянутым причинам ограниченности того, что положено в основу развития.

Основа глобальной экономики должна включать в себя как необходимый элемент глобальную энергетику, удовлетворяющую требованиям устойчивости к различным возмущениям (природным, политическим, экономическим), надежности, безопасности, приемлемости (экологической, ресурсной, экономической, психологической…).

То, что мы имеем сейчас как энергетику, на самом деле только начало, которое, конечно, нельзя считать удачным, но без которой мы уже обойтись не можем и которую нам самим придется трансформировать во что-то более приемлемое, надежное и безопасное.

Не совсем ясно как будут трансформироваться (куда и в каком масштабе) газовая, нефтяная и угольная энерготехнологии. Имеется множество взглядов, идей, предложений, гипотез, теорий, стратегий, концепций. Но, как бы их не совершенствовать, их недостаточно по множеству причин в частности по ограниченности ресурсов и уровню экологического воздействия, важность которых для многих может быть различной. Эти технологии должны быть дополнены «возобновляемыми» источниками энергии и ядерными источниками энергии.

Для широкомасштабного использования возобновляемых энергоресурсов необходимо создать системы моделирования их влияния на окружающую среду и климат, поскольку по мере увеличения масштаба их использования, они все в большей мере будут влиять на ход «естественных» процессов в атмосфере, геосфере, литосфере, биосфере, как показывает опыт, не всегда благоприятным образом.

Для ядерной энергетики необходимо: создание топливного цикла, включая системы по обращению с РАО, создание приемлемой структуры, отвечающей требованиям глобальной энергетики (по типам и единичной мощности энергоисточников, по ресурсу их работы, по надежности и безопасности; по удовлетворению требований нераспространения, по эффективному удовлетворению энергетических и ресурсных нужд соответствующих участников глобального хозяйственного механизма).

Стоит отметить, что в мире есть очень важная индивидуальная задача для ЯЭ малой мощности: она позволяет активизировать точки роста механизма глобальной экономики устойчивого развития там, где без нее не возможна экономически эффективная деятельность. Она служит своего рода «аварийным» энергоисточником, она источник энергии для «прорыва» и прорастания экономики за линию фронта современной экономической приемлемости и эффективности (т.е. для расширения территорий, куда может прийти нормальная жизнь, поддерживаемая нормальными экономическими интересами).

Составляющие механизма устойчивого развития энергетики

В основе механизма развития энергетики 21 века лежат экономика, политика, наука, образование. Если сейчас эти части видятся как бы отдельно, то в будущем они тесно переплетены. То, что можно будет реализовать через 20-30 лет с помощью экономического механизма должно быть заложено с помощью науки и образования уже сейчас. И для того, чтобы удовлетворить все те потребности, появление которых можно предвидеть сейчас, уже сейчас нужны политические решения как на государственном, так и на международном уровне по организации науки и образования, которые смогли бы обеспечить как ожидаемые, так и пока еще неясные потребности человечества 21 века по количеству, по надежности, по безопасности энергопроизводства и энергопотребления с учетом необходимости смягчения и устранения как ожидаемых, так и неожиданных последствий нашего крупномасштабного вторжения в то, о чем мы пока мало понимаем - вторжения в живой организм биосферы с нашими механическими приспособлениями и «протезами». Во всем этом экономика должна выступать не как самоцель, а как механизм, который способен адаптируясь к новым возможностям, к новым ресурсам, к новым потребностям, решать не только сиюминутные задачи существования и выживания, но и долговременные задачи устойчивого развития.

Неизбежность вовлечения ресурсов России и стран СНГ в мировой хозяйственный механизм

Россия обладает огромными запасами ископаемых углеводородов и других минеральных ресурсов.

Сейчас Россия рассматривается как источник ТЭР и энергомост между Европой и Азией. Ясно, что Россия должна и будет экспортировать газ, нефть, в дальнейшем и уголь, и электроэнергию, но важно определить, в каких масштабах это делать и что Россия будет от этого иметь взамен.

Согласно прогнозам Россия в следующем веке должна будет экспортировать сотни миллиардов кубометров природного газа и в Европу и в Азию; будут строиться как трубопроводы, так и транспортные инфраструктуры по доставке сжиженного природного газа; будут проложены высоковольтные линии электропередач большой мощности и в Европу и в Азию. Но от использования России только как поставщика органических и минеральных ресурсов проиграет не только Россия, но и мир в целом.

Россия обладает одним чрезвычайно ценным возобновляемым ресурсом, без которого не пережить всевозможные кризисные ситуации, ожидаемые в 21 веке. Этот уникальный ресурс - интеллектуальный и научно-технический потенциал России, сложившийся благодаря историческим, географическим, языковым условиям жизни многонационального государства, синтезировавшего в своей культуре достижения науки, техники, мысли, духа и Запада и Востока. Без такого синтеза культур, без интеллектуального осмысления происходящего, без смены парадигм развития, включая изменение восприятия духовных и материальных ценностей, никакими техническими и экономическими мерами, никакими ресурсами органического и минерального сырья не удастся создать устойчивое общество и даже пережить без больших потрясений 21 век, поскольку практически все кризисы носят интеллектуальный характер.

Сентябрь 2006 г.

К началу страницы