Главная  Взрывная дейтериевая энергетика 

1 2 3 4 5 [ 6 ] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

Каковы перспективы развития энергетики? Несмотря на существующий сегодня избыток нефти, приближается, конец длительного периода, когда этот невозобновляемый источник энергии был дещевым и избыточным. Даже не говоря о необходимости сокращения использования нефти в качестве топлива, следует принять меры к ее постепенной консервации, так как она служит важнейщим сырьем для производства пластмасс, красителей, фармацевтической и другой продукции нефтехимической промышленности. Запасы угля пока еще значительны, но становится очевидным, что его сжигание слишком опасно из-за угрозы потепления климата. Безусловно, следует развивать использование таких альтернативных видов энергии, как солнечная, геотермальная, энергия ветра и приливов. Однако при существующих сейчас темпах разработок в этой области массовая замена ископаемых видов энергоресурсов альтернативными представляется маловероятной. По некоторым оценкам, альтернативные источники к концу века смогут обеспечить 8... 10% мировых потребностей в энергии. Широкие возможности предоставляет повышение эффективности фотогальванических элементов, однако необходимость покрытия ИМИ обширных участков земной поверхности, которые не смогут использоваться для других целей, значительно снижает привлекательность этого направления.

Мы долгие годы ожидали от термоядерного синтеза полного и окончательного решения всех энергетических проблем. Возможно, что когда-нибудь это и произойдет, но сегодня потенциал термоядерного синтеза так же недоступен для нас, как и на первых этапах обсуждения идеи его использования. Пока не приходится рассчитывать на этот путь получения энергии, так как потепление климата заставит нас быстро сокращать сжигание ископаемых видов топлива.

Вероятно, нужно быть готовыми к возникновению в течение предстоящих нескольких десятилетий кризисной ситуации, когда мы будем вынуждены резко сократить потребление ископаемых видов топлива, не имея альтернативы для их замены. Единственной возможностью улучшения этой ситуации МОГЛО бы стать развитие атомной энергетики.

Многие из нас не могут жить спокойно, наблюдая строительство все новых АЭС, представляющих, как и места захоронения радиоактивных отходов, очевидную опасность. Тем не менее мы должны признать, что использование угля и нефти, выделяющих двуокись углерода, является, возможно, еще большей угрозой для человечества, чем атомная энергетика. Поэтому существуют убедительные аргументы в пользу сохранения ее и развития бридерных реакторов на быстрых нейтронах. Однако следует помнить, что такой подход может обеспечить лишь частичное решение проблемы, так как практически невозможно найти средства и попытаться построить достаточное число АЭС за то время, которое нам отпущено на сокращение содержания двуокиси углерода в атмосфере до нормального уровня . Трудно не согласиться с большинством выводов Римского клуба. Более того, во второй главе мы покажем, что и для управляемого термоядерного синтеза, И для быстрых реакторов-размножителей нет топлива. Точнее, оно есть, но очень медленно может переводиться в вид, пригодный для сгорания. Означает ЛИ это, что ситуация драматичнее драматической ? Вряд ли: физических ограничений для получения громадного количества экологически чистой

энергии нет. Мы

рение дейтерия г но, однако, необ) традиционными с

§1

Жизнь совре разных видов, в i кульные возмож! ловеку необходи солнечной энерп но усваивается в В съедобных ф издревле использ

Этими допо, энергия, запасен! гидроресурсы, уг землянина в nocj оценивается при( ние планеты, по щего времени у)

1,5 Ю' Вт. Это требления непрер

Есть достато ловечества возмо вооруженности к (позже ректор IV ликовал оценки 5,7 млрд человек питания и естест! ление Земли уже ходимо вырабаты

В 1970-х го, вом, руководимь чески достаточн

достижение энер (12 млрд челове! предполагалось i

леннее. Влияние заметнее.



[мотря на существующий яого периода, когда этот М и избыточным. Даже ия нефти в качестве топ-1ации, так как она служит [сителей, фармацевтичес-нности. Запасы угля пока сжигание слишком опас-дует развивать использо-шнечная, геотермальная, сейчас темпах разработок 1нергоресурсов альтерна-ым оценкам, альтерна-...10% мировых потребляет повышение эффек-еобходимость покрытия 1ые не смогут использо-(лекательность этого на-

йтеза полного и оконча-южно, что когда-нибудь го синтеза так же недос-идеи его использования. !ния энергии, так как по-гание ископаемых видов

ю в течение предстоя-ца мы будем вынуждены 1ва, не имея альтернати-учшения этой ситуации

1я строительство все но-радиоактивных отходов, нать, что использование ся, возможно, еще боль-:а. Поэтому существуют звития бридерных реак-Ь, что такой подход мо-I, так как практически достаточное число АЭС ержания двуокиси угле-

1МСК0Г0 клуба. Более о термоядерного син-iBa. Точнее, оно есть, ля сгорания. Означает ряд ли: физических дологически чистой

энергии нет. Мы попытаемся в последующих главах показать, что взрывное горение дейтерия позволяет обеспечить энергетическое изобилие. Предварительно, однако, необходимо пояснить, почему это не может быть сделано другими, традиционными способами.

§ 1.4. Традиционные энергоресурсы, век угля, коэффициент энергоотдачи

Жизнь современного человека связана с постоянным потреблением энергии разных видов, в количествах, существенно превышающих его собственные мускульные возможности, составляющие менее 100 Вт. Чтобы их реализовать, человеку необходима пища, которая образуется за счет утилизации растениями солнечной энергии. Последней на каждого человека приходится более 100 МВт, но усваивается в виде потенциальной энергии биомассы менее одного процента. В съедобных формах этой энергии оказывается еще меньше. Поэтому человек издревле использует дополнительные источники энергии.

Этими дополнительными источниками всегда служила та же солнечная энергия, запасенная в дровах и мускульной силе. Затем к ним присоединились гидроресурсы, уголь, нефть, газ. Средняя дополнительная энерговооруженность землянина в последние десятилетия удваивалась каждые 30...40 лет и сегодня оценивается приблизительно в 2 кВт на человека. В том же темпе росло население планеты, поэтому энергопотребление всего населения Земли до настоящего времени удваивалось каждые 15...20 лет, сейчас оно составляет около

1,5 ю' Вт. Это проиллюстрировано на рис. 1.15, где предыстория энергопотребления непрерывным образом переводится в прогноз энергопотребностей.

Есть достаточно оснований полагать, что с ростом населения выживание человечества возможно только при условии одновременного роста средней энерговооруженности каждого жителя планеты. В частности, космонавт А.С. Елисеев (позже ректор МВТУ, член межпарламентского комитета по экологии) опубликовал оценки [И], согласно которым Земля не держит население более 5,7 млрд человек, если исходить из современного цикла производства продуктов питания и естественного самоочищения внешней среды. Указанного уровня население Земли уже достигло, и для поддержания экологического равновесия необходимо вырабатывать все больше энергии на каждого жителя планеты.

В 1970-х годах под влиянием работ Римского клуба небольшим коллективом, руководимым академиком В.А. Легасовым, были сделаны оценки экологически достаточных энергопотребностей (см. рис. 1.15). Предполагалось

достижение энерговооруженности -20 кВт/чел. при замедлении роста населения (12 млрд человек к 2100 году). Сейчас население планеты растет быстрее, чем предполагалось в прогнозе , а энерговооруженность - существенно медленнее. Влияние ухудшения экологической ситуации на здоровье становится все заметнее.



Стабилизированные модели (§ 1.2) требуют до половины вырабатываемой энергии тратить на цели экологии. Развитые страны на экологию тратят до 3 % энергии, а Россия - 0,5 %.

Энерговооруженность жителя России составляет 5...6 кВт/чел., полезное использование энергоносителей около 40 %. Исходя из этого, многие считают, что внедрение энергосберегающих технологий может чуть ли не удвоить наши возможности. Оправданы ли такие надежды? Скорее всего, нет: США при энерговооруженности около 12 кВт/чел. полезно используют только 50% энергии [12]. Сравнивая климатические условия и пространства, различие потерь в 10% между США и Россией можно признать естественным, а различие в энерговооруженности - противоестественным. Вряд ли в условиях энергетического голода можно рассчитывать на увеличение энергии, идущей на цели экологии.


Уголь (2 10 Дж) Нефть (1,5-10 Дж)

Газ(1,1102Дж) Уран-235 (2 10 Дж)

2000 2050 2100 Годы

Рис. 1.15. Энергопотребность и традиционные энергоносители ( век угля ): W, - экологически достаточная энерговооруженность при ограничении роста населения (20 кВт/чел. для 12 млрд человек 2100 г.); Wi - сохранение низкой энерговооруженности (3 кВт/чел.) и тенденции роста населения; % - полное использование соответствующего энергоносителя.

Век угля потребовал бы к середине XXI века: угледобычи - 1,5 10 т/год ; горных работ - Ю'м'/год; стали-5-10т/год

Отметим также, что оценки А.С. Елисеевым и В.А. Легасовым проводились, исходя из условий равномерного распределения энергетических возможностей. Фактически же 1 миллиард человек, живущих в развитых странах, забирая львиную долю энергоресурсов, лишает остальные 5 миллиардов возможности прибрать за собой . Пытаясь приблизиться к уровню жизни развитых стран любыми средствами, остальные могут загрязнять планету намного интенсивнее, чем

следовало бы из и и в работах Риме

ностей планеты о необходим. Попьг Сейчас энерг и газа. Оставшиес

используюшдх ур ционных энергонс и газ. Но тогда ег ка - в 20 раз. Тг ли его реализова непомерных труд

мощностью ю'!

угля, производя п

выработок будет 3 млрд тонн рель ежегодно в негод тонн. Сегодня в м

Предлагаем (а если читатель ь или производить

угольной энергет сфере повысится ных дождей. XoTi дут столь велики, посвятить себя эт не удалось, мало века. Это почти о того добычей и с ния овощей, раст невозможность ж лик планеты напс Приведенны вило, вызывают сгустили? Перво( гетики: существу

в гипс (CaS04), кислого газа (СС видна, хотя поде куют часто.



1 2 3 4 5 [ 6 ] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов