Нужна ли атомная энергетика в борьбе с изменением климата? Низкоэнергетические ядерные реакции и перспективы альтернативной атомной энергетики Борцы с атомной энергией.

В то время, как изменение климата и его негативные последствия привлекают к себе все больше внимания в СМИ и умах политиков, атомная промышленность пытается использовать климатическую проблему, как предлог для получения новых субсидий.

Для этого требуется признание атомной энергетики международным сообществом как технологии, способной внести большой вклад в предотвращение изменения климата. На уровне ООН попытки атомной промышленности получить такой статус до сих пор терпели неудачу.

Ясно, что проблему изменения климата не удастся решить с помощью какой-то одной технологии - нужен многосторонний подход. Атомная промышленность настаивает на том, что АЭС должны быть «частью решения» и что без них обойтись не получится, так как речь идет о снижении выбросов углекислого газа и прочих парниковых газов в атмосферу на глобальном уровне, а ядерные реакторы почти не производят таких выбросов.

Впрочем, уже в самом начале этой дискуссии кроется загвоздка под названием «смотря, как считать». Если проанализировать полный топливный цикл (а не работу отдельной энергетической установки), включающий в себя стадии добычи ископаемого топлива (сюда попадает в числе прочего и уран), его обработки, использования, утилизации отходов, окажется, что «мирный атом» — не самый удачный выбор. В полном топливном цикле использование атомной энергии приводит примерно к такому же количеству выбросов, как в газовом цикле, существенно уступая по чистоте ветроэнергетике и гидроэнергетике (Oekoinstitute, 1997).

Согласно подсчетам экспертов, разница между сегодняшним уровнем глобальных выбросов и тем, который нужно будет достичь в 2050 г. составляет 25-40 Гт CO2.

Наиболее реалистичные расчеты показывают, что снижения выбросов можно достичь в следующих секторах:
. приблизительно 5 Гт CO2 от увеличения производства ядерной энергии, если количество атомных станций увеличится в три раза;
. приблизительно 4 Гт CO2 от увеличения энергетической эффективности для зданий;
. приблизительно 5 Гт CO2 от увеличения энергоэффективности в промышленности;
. приблизительно 7 Гт CO2 от увеличения энергоэффективности в транспортном секторе;
. приблизительно 2 Гт CO2 от увеличения энергоэффективности в энергетическом секторе (кроме варианта смены вида топлива);
. приблизительно 3,6 Гт CO2 от перехода с угля на газ в энергетическом секторе;
. приблизительно 15 Гт CO2 (или больше) от возобновляемой энергетики (электричество и тепло);
. между 4 и 10 Гт CO2 за счет CCS (технология, позволяющая улавливать выбросы и затем хранить их в специальных хранилищах, не позволяя поступать в атмосферу).
(«Nuclear power and climate change», Felix Chr. Matthes, 2005)

Таким образом, при комбинировании вышеперечисленных технологий к 2050 году удалось бы сократить выбросы на 45-55 Гт CO2. При таком подходе увеличение количества АЭС в три раза, как это предлагается в некоторых исследования атомной промышленности, не просто не обязательно - без него можно обойтись.

Необходимо обратить внимание еще на несколько важных аспектов, касающихся совместимости развития атомной энергетики и других технологий, проработки различных сценариев снижения выбросов, а также негативных сторон развития атомной энергетики в целом:
. Глобальное потепление и атомная энергетика представляют из себя риски разного вида, однако они сравнимы. Хотя некоторая опасность для здоровья и экосистем может возникнуть при любом варианте, ни одна другая технология не представляет из себя такой опасности для здоровья, окружающей среды и социально-экономической обстановки, как атомная энергетика.
. Применение ядерной энергии для снижения уровня выбросов потребует масштабного развития всех элементов ядерно-топливного цикла (от горной промышленности до захоронения отходов). Здесь много неясностей и прежде всего — отсутствие безопасной технологии захоронения ядерных отходов и полное отсутствие понимания, когда она появится и появится ли вообще.
. Условия внедрения технологий возобновляемой энергетики входит в противоречие с условиями, необходимыми для масштабного развития атомной энергетики. Если для первого варианта нужны гибкость и децентрализация энергосистем, возможность поставлять энергию с интервалами, то для второго — централизованная структура энергосистемы, низкая гибкость и как можно более мощные единицы производства энергии.
. Единственный адаптированный к сегодняшней энергосистеме сценарий включает в себя переход с угля на газ и повышение эффективности электростанций, включая комбинированное производство тепла и энергии. Хотя вклад этих технологий на сегодня ограничен, эти два варианта будут играть ключевую роль уже в ближайшем будущем из-за своего большого потенциала.
. Ключевые варианты уменьшения выбросов в среднесрочной перспективе (возобновляемая энергия, CCS) неконкурентоспособны по сравнению с атомной энергией, если в ее цену по-прежнему не будут включены расходы на утилизацию радиоактивных отходов, демонтаж старых установок и др. Дальнейшее развитие атомной энергетики потребует огромных финансовых вливаний для того, чтобы развивать бридерные реакторы и переработку отработавшего ядерного топлива, что серьезно увеличит себестоимость «мирного атома». Сейчас масштабы этого увеличения спрогнозировать очень трудно, однако ясно, что они будут крупными. Следовательно в сценарии снижения выбросов с помошью атомной энергетики заложены весьма большие скрытые затраты.
. АЭС уязвимы перед изменением климата, происходящим на планете, сами по себе. Крупные наводнения могут привести к прекращению работы таких станций на неопределенных срок, особенно в случаях, когда станции находятся в береговой зоне. Кроме того, таяние вечной мерзлоты создает еще одну угрозу для атомных станций, функционирующих в соответствующих широтах. Например, уже сейчас российскими специалистами прогнозируются серьезные проблемы в случае с Билибинской АЭС на Чукотке.
. Если в будущем произойдут одна или несколько крупных аварий на АЭС, это приведет к отказу от дальнейшего развития «мирного атома». В случае, если при сокращении выбросов делается ставка на эту технологию, для борьбы с изменением климата такой поворот будет катастрофой.

Необходимо выработать наиболее безопасный подход к сокращению выбросов с учетом всех этих обстоятельств на короткий, средний и долгосрочный периоды. Если не использовать в рамках этого подхода атомную энергетику, то в течение 20-30 лет необходимо перейти с угля на газ и повысить энергоэффективность, в том числе и в энергетической промышленности.

Этих усилий должно хватить на тот период времени, пока цена на возобновляемую энергию не снизится. Но в случае, если атомная энергетика будет включена в число технологий, используемых для борьбы с изменением климата (уменьшением выбросов углекислого газа), такой подход будет крайне уязвим. Ставка на «мирный атом», не позволяющий развиваться новым технологиям, может оказаться неверным решением в длительной перспективе, так как АЭС не позволят решить климатическую проблему полностью, но увеличат количество других весьма серьезных проблем.

Мировой уровень выделяемого углекислого газа составляет около 32 млрд тонн в год и продолжает расти. Прогнозируется, что к 2030 году объем выделяемого углекислого газа превысит 34 млрд тонн в год.

Решением проблемы может стать активное развитие ядерной энергетики, одной из самых молодых и динамично развивающихся отраслей глобальной экономики. Все большее количество стран сегодня приходят к необходимости начала освоения мирного атома.

Установленные мощности мировой атомной энергетики составляют 397 гигаватт. Если бы вся эта мощность генерировалась за счет угольных и газовых источников, то в атмосферу ежегодно выбрасывалось бы дополнительно около 2 млрд тонн углекислого газа. По оценкам межправительственной группы экспертов по изменению климата, все бореальные леса (таежные леса, расположенные в северном полушарии) ежегодно поглощают около 1 млрд тонн СО2, а все леса планеты – 2,5 млрд тонн углекислоты. То есть, если за критерий взять влияние на уровень СО2 в атмосфере, атомная энергетика соизмерима с «экологической мощностью» всех лесов планеты.

В чем преимущества ядерной энергетики?

Огромная энергоемкость

1 килограмм урана с обогащением до 4%, используемого в ядерном топливе, при полном выгорании выделяет энергию, эквивалентную сжиганию примерно 100 тонн высококачественного каменного угля или 60 тонн нефти.

Повторное использование

Расщепляющийся материал (уран-235) выгорает в ядерном топливе не полностью и может быть использован снова после регенерации (в отличие от золы и шлаков органического топлива). В перспективе возможен полный переход на замкнутый топливный цикл, что означает практически полное отсутствие отходов.

Снижение «парникового эффекта

Интенсивное развитие ядерной энергетики можно считать одним из средств борьбы с глобальным потеплением. К примеру, атомные станции в Европе ежегодно позволяют избежать эмиссии 700 миллионов тонн СО2. Действующие АЭС России ежегодно предотвращают выброс в атмосферу около 210 млн тонн углекислого газа. По этому показателю Россия находится на четвертом месте в мире.

Развитие экономики

Строительство АЭС обеспечивает экономический рост, появление новых рабочих мест: 1 рабочее место при сооружении АЭС создает более 10 рабочих мест в смежных отраслях. Развитие атомной энергетики способствует росту научных исследований и объемов экспорта высокотехнологичной продукции.

Самые низкие показатели травматизма

Согласно исследованиям, на АЭС фиксируется самый низкий процент несчастных случаев со смертельным исходом (см. иллюстрацию, источник – публикация Всемирной ядерной ассоциации (WNA) за 2019 год, цитирующая исследование Института Пауля Шеррера).

Потребление энергии в мире растет намного быстрее, чем ее производство, а промышленное использование новых перспективных технологий в энергетике по объективным причинам начнется не ранее 2030 года. Все острее встает проблема нехватки ископаемых энергоресурсов. Возможности строительства новых гидроэлектростанций тоже весьма ограниченны. Не стоит забывать и о борьбе с парниковым эффектом, накладывающей ограничения на сжигание нефти, газа и угля на тепловых электростанциях.

Решением проблемы может стать активное развитие ядерной энергетики. На данный момент в мире обозначилась тенденция, получившая название «ядерный ренессанс». На эту тенденцию не смогла повлиять даже авария на атомной станции «Фукусима». Даже самые сдержанные прогнозы МАГАТЭ говорят, что к 2030 году на планете может быть построено до 600 новых энергоблоков (сейчас их насчитывается более 436). На увеличении доли ядерной энергетики в мировом энергобалансе могут сказаться такие факторы, как надежность, приемлемый уровень затрат по сравнению с другими отраслями энергетики, сравнительно небольшой объем отходов, доступность ресурсов. Учитывая всё выше сказанное сформулируем основные преимущества и недостатки ядерной энергетики:

Преимущества атомной энергетики

• 1. Огромная энергоемкость используемого топлива. 1 килограмм урана, обогащенный до 4 %, при полном выгорании выделяет энергию, эквивалентную сжиганию примерно 100 тонн высококачественного каменного угля или 60 тонн нефти.
• 2. Возможность повторного использования топлива (после регенерации). Расщепляющийся материал (уран-235) может быть использован снова (в отличие от золы и шлаков органического топлива). С развитием технологии реакторов на быстрых нейтронах в перспективе возможен переход на замкнутый топливный цикл, что означает полное отсутствие отходов.
• 3. Ядерная энергетика не способствует созданию парникового эффекта. Ежегодно атомные станции в Европе позволяют избежать эмиссии 700 миллионов тонн СО 2 . Действующие АЭС,например, в России ежегодно предотвращают выброс в атмосферу 210 млн тонн углекислого газа. Таким образом, интенсивное развитие ядерной энергетики можно косвенно считать одним из методов борьбы с глобальным потеплением.
• 4. Уран -- относительно недорогое топливо. Месторождения урана распространены достаточно широко в мире.
• 5. Техническое обслуживание ядерных электростанций -- процесс очень важный, но его не нужно проводить так же часто, как дозаправку и техобслуживание традиционных электростанций.
• 6. Ядерные реакторы и связанные с ними периферийные устройства могут работать в отсутствие кислорода. Это значит, что они могут быть целиком изолированы и при необходимости помещены под землю или под воду без вентиляционных систем.
• 7. Ядерные электростанции, построенные и эксплуатируемые с соблюдением всех мер предосторожности, могут помочь мировой экономике избавиться от чрезмерной зависимости от ископаемого топлива для производства электричества.

Недостатки атомной энергетики

• 1. Добыча и обогащение урана могут подвергнуть занятый на этих работах персонал воздействию радиоактивной пыли, а также привести к выбросу этой пыли в воздух или в воду.
• 2. Отходы ядерных реакторов остаются радиоактивными долгие годы. Существующие и перспективные методы их утилизации сопряжены с техническими, экологическими и политическими проблемами.
• 3. Несмотря на то что риск диверсии на ядерных электростанциях невелик, потенциальные ее последствия -- выброс радиоактивных материалов в окружающую среду -- очень серьезны. Пренебрегать такими рисками нельзя.
• 4. Перевозка расщепляющихся материалов на электростанции для использования в качестве топлива и перевозка радиоактивных отходов к местам их утилизации (захоронения) никогда не могут быть абсолютно безопасным делом. Последствия нарушения системы безопасности могут быть катастрофическими.
• 5. Попадание расщепляющихся ядерных материалов не в те руки может спровоцировать ядерный терроризм или шантаж.
• 6. Из-за перечисленных выше факторов риска широкому применению ядерных электростанций сопротивляются различные общественные организации. Это способствует росту настороженного отношения в обществе к ядерной энергетике в целом, особенно в США.

Борцы с ядерной энергетикой вроде бы смогли убедить мир в том, что ядерная энергетика опасна. Движение за ядерное разоружение сошло на нет вместе с поколением, видевшим Хиросиму. В США хранение, содержание и планы применения ядерного вооружения окутаны такой плотной завесой секретности, чтобы даже мысли не возникало, насколько опасно ядерное , прежде всего для самих американцев. В военно-корпоративных кругах опасаются, что любая дискуссия о безопасности ядерного оружия неминуемо перерастет в широкое обсуждение стратегии использования ядерного оружия, экономики и политики ядерного вооружения, да и самого главного вопроса: нужно ли оно вообще.

Книга Эрика Шлоссера « » раскрывает секреты содержания ядерного арсенала Америки и показывает, как сочетание человеческих ошибок и технологической сложности представляет серьезную опасность для человечества. Шлоссер исследует дилемму, существовавшую еще на заре ядерного века: как развернуть оружие массового уничтожения и самим не оказаться уничтоженным этим оружием?

Эрик Шлоссер - серьезный журналист-следователь, берущийся за трепещущие и жизненные проблемы современной Америки. Его книга «Нация фастфуда» стала мировым бестселлером, по ней снят фильм, который обошел экраны всего мира. Влиятельный журнал «Fortune» называл «Нацию фастфуда» лучшей книгой года по бизнесу. Сериал «Безумие от анаши» - о торговле марихуаной в Америке. Его книги об эксплуатации рабочих-мигрантов на клубничных полях Калифорнии и об порнографии в США подняли важные вопросы, которые не сходят с повестки дня и сегодня. Шлоссер заслужил признание как в левых кругах, так и в консервативных, среди движений протеста и в кабинетах большого бизнеса.

Новая тема, безопасность ядерного вооружения, стала сюрпризом только на первый взгляд .

С прежними книгами Эрика Шлоссера ее роднит добротность, огромное количество нового материала, который автор вводит в общественный оборот. Все его книги, по сути, имеют общую тему: мощные корпоративно-бюрократические комплексы, препятствующие обсуждению давно назревших проблем.

Оглядываясь на всю историю, от начала холодной войны до сегодняшнего дня, трудно себе представить, сколько туману, лжи и дезинформации нагнало американское правительство на проблемы содержания ядерного оружия.

«Команда и контроль» (command and control) - это оборот из американского военного лексикона, означающий, что вооружение находится в боевой готовности, чтобы его использовать тогда, когда нужно его использовать, чтобы оно не попало в нежелательные руки, и чтобы при использовании вооружения строго соблюдалась субординация. Со всем этим в американских вооруженных силах всегда были серьезные проблемы. Самое первое испытание «Тринити» («Троица») по проверке ядерной технологии чуть не обернулось катастрофой из-за неожиданно начавшейся грозы.

Так получилось, что я закончил читать книгу Шлоссера 18-го сентября. Ровно 33 года назад в этот день на базе ВВС США возле Дамаска (штат Арканзас) только чудом удалось избежать ядерного взрыва, который мог бы стереть с лица земли весь штат и превратить в радиоактивную пустыню всю восточную часть США. Книга рассказывает о серии инцидентов, каждый из которых мог бы вызвать ядерную катастрофу. Дамасский инцидент произошел во время дежурного техосмотра ракеты-носителя. Военнослужащий ВВС работал на лесах на самом верху ракеты, на высоте десятиэтажного дома, рядом с ядерной боеголовкой крупнейшей американской ракеты. Он уронил гаечный ключ. Ключ упал в стартовую шахту и каким-то образом пробил в корпусе брешь, чем вызвал массивную утечку ракетного топлива.

Шлоссер провел интервью с отставниками и инженерами, годами занимавшимися обслуживанием ядерного оружия. Все они в один голос утверждали, что, если даже намеренно кидать ключ в шахту, то ничего не должно случиться. Тем не менее, авария случилась и поставила Стратегическое командование ВВС США в ужасную ситуацию. Там попросту не знали, что делать. Пожар мог начаться от малейшей искры. Ракета была оснащена боеголовкой, которая по мощности превосходила все бомбы, которые использовали все воюющие стороны во Второй мировой войне, вместе взятые, включая ядерные боеголовки, сброшенные на Хиросиму и Нагасаки.

Их взрыв мог бы уничтожить половину населения США и изменить мировую историю.

Американцев спасло чудо, вернее, два чуда. Первое чудо: разработчики ракеты сумели отстоять устройства безопасности в борьбе против военных заказчиков, требовавших простоты и удобства в эксплуатации вооружения. Времена были относительно либеральные. Напуганные советскими «спутниками» генералы на время отложили в сторону свой традиционный американский антиинтеллектуализм и прислушивались к «яйцеголовым умникам».

Несмотря на старания, взрыв все-таки произошел. Огненное облако поднялось на 300 метров над авиабазой. Однако ядерная боеголовка чудом уцелела. Ее выбросило воздушной волной за ворота военной базы. Специалисты рассказали, что это была старая бомба, которая вполне могла бы взорваться от удара. Бомба в Дамасском инциденте была уже ветхой, морально устаревшей, не соответствовавшей стандартам, но ее не списывали, так как после войны во Вьетнаме Пентагон проводил сокращения бюджета, и начальство решило сохранить старое оружие.

Во время Дамасского инцидента были потери. Техобслуживание ядерного вооружения поручили 19-20-летним солдатам ВВС (хотя назвать их солдатами по-американски некорректно, солдаты - только в сухопутных силах, которые по-американски зовут армией). Один человек погиб. Многие военнослужащие были комиссованы из армии с ранениями. Еще больше людей получили заряды радиации. Старая ракета была радиоактивной, и работать с ней приходилось в скафандрах.

Личный состав проявил необыкновенный героизм в борьбе с аварией. Люди добровольно шли в радиоактивную ракетную шахту, хотя знали, на что идут. Любая искра могла вызвать взрыв. Как бывает сплошь и рядом, героизм одних, как правило, рядовых и младшего состава - это следствие глупости, халатности, трусости других, как правило, старших командиров и начальников.

В Вашингтоне нужно поставить памятник военнослужащим и гражданским, героически погибшим во время холодной войны при попытках предотвратить ядерные взрывы, при исполнении заданий, проявившим служебный героизм, уверен Шлоссер.

Kнига не рисует карикатурных образов вояк-милитаристов вроде истерического генерала Джека Риппера (Потрошителя) из классической черной комедии Стенли Кубрика «Доктор Стрейнджлав», в обход президента развязавшего ядерную войну против СССР. Эдвард Теллер или Генри Киссинджер, бывшие прототипами Доктора Стрейнджлава, тоже были куда сложнее кинозлодея.

Там были разные люди, ответственные, думающие, хорошие профессионалы, и они ответственно относились к своему долгу защитить Америку. Они шли и сами наблюдали ядерные испытания, лезли в самое пекло кратера, чтобы понять, как будет реагировать солдат в боевых условиях.

Хорошо написан портрет генерала Куртиса Ламея, прототипа генерала Бака Тержедсона из комедии Кубрика.

Молва обвиняла Ламея в том, что он пытался спровоцировать Америку на войну с СССР. Генерал Ламей был настроен очень консервативно и изоляционистски. Он не любил иностранцев и черных, однако не верил в американский империализм, выступал против войны во Вьетнаме и хотел, чтобы правительство занималось домашними делами.

Ламей знал войну не понаслышке. Он был боевым пилотом, участвовал в воздушных битве за Японию. Генерал своими глазами видел страшные разрушения, которым подверглась эта страна. Видел он последствия ядерной бомбардировки японских городов и уничтожение американской авиацией гражданского населения, получивших в трудах германских историков название огненных холокостов. Огненная бомбардировка Токио 26 мая 1945 года была куда более разрушительной и унесла куда больше жизней, чем Хиросима и Нагасаки.

Вместе с тем как военный профессионал генерал Ламей придерживался агрессивной доктрины - если уж воевать, то необходимо нанести по русским упреждающий удар всеми силами и стереть СССР с лица земли, чтобы они не смогли ответить. Ламей был противником «ограниченных» войн и верил, что, если воюешь, то надо воевать всеми средствами, либо не воевать вообще. Он не раз говорил, что ограниченная война ограничена лишь вдовами, которые оплакивают мужей, павших в бою.

История американских вооруженных сил знает тысячи инцидентов, которые могли бы обернуться ядерной аварией. «Сколько можно так кидать ядерные бомбы, пока одна из них не взорвется?.. Один такой инцидент обязательно обернется крупной катастрофой», - заключает публицист.

Окончание следует…