Автор допису: Владислав (Władek 🏴) Остроухов
І справді...
Коли ми говоримо про світле майбутнє, то завжди малюємо картинку зеленого міста з вітряками і сонячними панелями. Щось таке використовують у рекламі політики, коли розповідають про енергетику. Те саме кажуть представники компаній, коли хочуть показати свою чистоту та незайманість.
Чи далеко ми поїдемо з такими уявленнями про майбутнє, питання майже риторичне. І справа тут не в тім, що виробництво сонячних панелей потребує багатьох хімічних елементів, які неефективно видобуваються в Африці, чи в тім, що ми вимушені закопувати вітряки після використання, чи ще безлічі подібних проблем. Наші проблеми більш глобальні і лежать чи не у фундаменті нашого суспільства.
Як з'являються інновації в сфері енергетики?
Чи не всі можливі джерела енергії були описані ще в ХХ столітті. Усе, що нам лишається з того моменту, так це видумувати способи збільшити ефективність і об'єми видобутої енергії. Ще ми інколи замислюємося про те, який варіант буде менш шкідливим для нашого здоров'я чи навколишнього середовища.
Отже перед нами три кити сучасної енергетики: ефективність, кількість і "зеленість/відновлюваність".
Поки ми не пішли далеко, давайте розберемося, що таке зелена енергетика і що таке енергетика відновлювана.
Відверто кажучи, навіть я (студент майже екологічного напрямку), донедавна не до кінця усвідомлював різницю між зеленим і відновлюваним. Так от.
Відновлювана енергія це та, що отримана з джерел, які є майже невичерпними: Сонце просвітить ще мільйони років, вода завжди буде текти вниз і повітряні маси завжди будуть рухатися туди, де густина повітря менша. А отже, сонячна, вітряна та гідроенергія є відновлюваними. Нафта, газ і всі антрацитові скарби українського Донбасу - ні (бо закінчаться в доволі короткій перспективі).
“Зеленість” поняття більш розпливчасте, бо оцінює вплив на навколишнє середовище. Що менше негативного впливу, то краще. Тут до відверто незелених можна відносити вуглеводні (бо викиди СО2, забруднення під час видобутку тощо). До зелених: сонце і вітер. Мирний атом тут займає проміжне положення: він зелений (бо небезпека АЕС менша ніж у ТЕС на вугіллі навіть з урахуванням усіх жертв Чорнобилю, Фукусіми та Киштиму /це одна з перших великих ядерних катастроф, яку совети доволі вправно зам'яли/), але не відновлюваний, бо поклади урану не безмежні.
Тепер можете подивитися на діаграму та оцінити різні джерела енергії:
Повертаючись до китів
уряди країн завжди вирішують, чому надавати перевагу: безпеці чи потужності, зеленості чи низькій ціні.
У Німеччині бояться атомної енергетики і тому позбувалися АЕС, поступово підсідаючи на російську газову голку. У Франції, навпаки, покладаються на мирний атом, задовільняючи за його допомогою понад 60% енергопотреб. Там, де є можливість, викручуються за допомогою ГЕС (Скандинавія) або гідротермальної енергії (Ісландія)
Примітка автора: термояд буде вже за три абзаци, не перемикайтеся:)
Та хай там як, для абсолютної більшості цивілізованої Європи існує спільний патерн: уряди, вирішуючи питання енергетики, спираються на запити і страхи населення. Хочеш виграти наступні вибори? Просувай інвестиції в те, що:
а) не буде нікого лякати, як ті АЕС
б) буде доволі дешевим, як нафта
в) буде зеленим і відновлюваним, як вітер
Одним словом, усе для створення красивої картинки.
{Зрештою, за умов демократичних режимів, приходиться зважати на таку штуку, як вибори. От і виходить, що важка німецька промисловість лобіює пошук дешевої електроенергії, а страх перед радіацією породжував протести проти АЕС. Зараз Німеччина сидить на газі і палить вугілля. Хоча, слід зазначити, вони доволі активно займаються відновлюваною енергією.}
Ну і що з тим не так?
Бодай повільно з всякими там Німеччинами, але Європа впевнено крокує до відновлюваної і зеленої енергетики.
Проблеми є, і їх багато. Нічого з того, що в нас зараз є, не може бути вирішенням усіх проблем.
Від викопних вуглеводнів треба відмовлятися – і що швидше, тим краще. Річок не так багато, ГЕС'ами все не забудуєш (і до того ж, вони дуже негативно впливають на річкові екосистеми). АЕС породжують (часто беззмістовний) але великий страх. Ну і сам собою уран не безкінечний. Вітряками з сонячними панелями постійні потреби не закриєш. (У деякі сезони електроенергії банально буде менше через хмари чи відсутність вітру). Одним словом, жодне з джерел електроенергії саме собою не вирішить наших проблем. Те, що ми маємо зараз, підходить для політичної реклами та виграшу виборів, але не для побудови стабільного майбутнього у віддаленій перспективи.
Термояд. (Нарешті)
Ця штука (термоядерний синтез) потенційно врятує всіх нас раз і назавжди.
Вибачте, знов трохи шкільного підручнику:)
У звичних нам ядерних реакторах відбувається ділення атомів (nuclear fission). Уран розпадається на менші частинки, виділяючи енергію. Її ми і використовуємо.
Термоядерний синтез – це повна протилежність. Ми беремо малі атоми (як-то ізотопи водню дейтерій і тритій)
Ізотопи - атоми з різною кількістю нейтронів. Так звичайний атом водню має тільки один протон і зовсім не має нейтронів. Дейтерій має так само один протон, але ще й один нейтрон.
І під дією неймовірної температури та тиску змушуємо атоми зливатися, утворюючи складніший гелій (nuclear fusion). Під час цього також виділяється енергія.
Майже те саме відбувається у Сонці. Фактично будь-яка зірка – це величезний термоядерний реактор. Якщо ми зможемо повною мірою відтворити цей процес, ми забезпечимо себе енергією чи не на завжди.
Що ж нас зупиняє?
Фізика процесу відома з ХХ століття, проблема в інженерному плануванні механізму. Термоядерний реактор буде вимагати неймовірної кількості нових матеріалів з абсолютно новими властивостями. Це проекти довжиною в роки і вартістю в мільярди. І, як не іронічно, без жодних гарантій на успіх.
Термояд це стежина, якою ще ніхто не ходив, тож вчені просуваються дуже і дуже повільно.
Та зовсім нещодавно стався майже прорив. Уперше в історії міжнародниц експериментальний реактор ITER зміг видати більше енергії (3 МДж [МегаДжоулі]), ніж було передано атомам для реакції (2МДж). Одначе під час процесу було витрачено ще приблизно 300 МДж, які не пішли безпосередньо на запуск реакції, а були потрібні для підготовки середовища. Тож поки що це не повноцінний реактор, але точно один з найбільших кроків до його створення за останні роки.
Що по висновках?
Вченим неймовірно складно доводити урядам своїх країн необхідність фінансування довготривалих проектів, коли декілька років значних досягнень нема. Політикам, у свою чергу, доволі невигідно вкладати ресурси в проект, що не запрацює до нових виборів. Вони просто не матимуть, що показати виборцям, і банально не зможуть вибороти собі місця в парламентах.
Отакі вони – проблеми демократичних режимів
¯\_(ツ)_/¯
