Наука и жизнь, 1980 № 01 - [16]
Если говорить о других источниках и путях экономии топлива и энергии, то следует иметь в виду более широкое использование низкопотенциального тепла воды, сбрасываемой предприятиями и электростанциями, а также тепла вентиляционных выбросов. Близко к этому и увеличение доли в энергобалансе вторичных энергоресурсов: газов различных производств (доменного, конверторного, ферросплавного и т. д.), горючих щелоков целлюлозно-бумажных предприятий, тепла, выделяемого при сгорании попутных газов на промыслах, и прочего. Еще один путь экономии— снижение потерь электроэнергии в электрических сетях.
Именно за счет подобных резервов в предстоящем пятилетии предполагается обеспечить существенную экономию топлива и энергии.
Значительное сокращение запасов углеводородного топлива заставляет человечество осваивать новые источники энергии. И одно из перспективных решений этой проблемы — развитие атомной энергетики.
Количество атомных электростанций все время возрастает, так, в 1972 году их насчитывалось в мире 123 и они производили в год примерно 30 миллиардов кВт электроэнергии. К 1980 году производство атомной электроэнергии увеличится по сравнению с 1972 годом в 10 раз. Новое поколение реакторов-размножителей на быстрых нейтронах, работающих на смеси природного урана и плутония, открывает перспективы получения практически неограниченного количества энергии. Однако, по существующим прогнозам, атомные станции будут давать всего лишь 11–13 процентов всей электроэнергии в мире в 1985-ом и 20 процентов в 2000 году.
Более широкие перспективы использования атомной энергии открываются по мере создания и освоения материалов, способных выдерживать очень высокие температуры, а также при сооружении и эксплуатации малых реакторов низкого давления для производственных нужд.
В СССР использование возможностей атомной энергии приобретает особое значение. В нашей стране создана специальная отрасль атомного машиностроения, развитие которой позволяет расширить строительство АЭС, особенно в европейской части страны. Построены и успешно работают реакторы с единичной электрической мощностью в I миллион киловатт. В ближайшем будущем предусмотрено создание атомных станций с реакторами в 1,5 миллиона киловатт (Игналинская АЭС).
Все это позволяет расширять сферу действия атомной энергетики, в том числе при теплофикации городов и отоплении жилищ, в технологических процессах промышленных предприятий и т. д., обеспечивая одновременно значительное сокращение расхода органического топлива. Роль ядерной энергетики при росте мощности реакторов и повышении их технико-экономических показателей становится все более значительной в общем объеме производства электроэнергии. Так, ввод мощностей и производство электроэнергии на атомных и гидравлических электростанциях позволит к 1990 году снизить потребность в органическом топливе по сравнению с 1975 годом примерно на сотни миллионов тонн условного топлива. Кроме того, резко сократятся размеры перевозок значительного количества топлива из восточных районов страны в европейскую часть.
В последние годы все больше внимания уделяется созданию энергетических установок с МГД-генераторами, которые, как известно, могут работать на газообразном, жидком и твердом топливе. Использование угля в этом случае особенно перспективно. Во многих странах, в том числе и в СССР, имеются значительные запасы низкокалорийных углей. Используя их на МГД-электростанциях, можно достичь кпд 50–55 процентов (по сравнению с 40–44 процентами на тепловых электростанциях). Кроме того, сравнительно высокий кпд способствует снижению «теплового загрязнения» водных источников, уменьшается также загрязнение воздушного бассейна окислами серы и азота.
Существенное место в энергетическом балансе будущего займет термоядерная энергия. Как известно, топливом для термоядерной реакции служат дейтерий и литий, превращаемый в тритий. Запасы их весьма велики. Одной трети грамма дейтерия, содержащегося в 10 литрах обыкновенной воды, с избытком хватит, чтобы удовлетворить среднегодовую потребность одного жителя Земли в энергии. Это эквивалентно энергии, содержащейся в 2 тоннах каменного угля или 2300 литрах бензина. Однако термоядерная энергия едва ли будет стоить намного меньше атомной. По оценкам Международного совета по термоядерным исследованиям, стоимость исследовательских работ и технических разработок составляет примерно 15 миллиардов долларов. Есть основания полагать, что стоимость разработок можно значительно сократить, если проводить исследования на основе международной кооперации.
В прогнозах развития энергетики будущего все большее место отводится водороду как идеальному энергоносителю. Чем же замечателен водород? Во-первых, у него высокая калорийность на единицу массы: она почти в 3 раза превосходит бензин; во-вторых, широкие пределы воспламеняемости в воздухе, что обеспечивает стабильное горение, в-третьих, водород почти не загрязняет окружающую среду. Топки для его сжигания, не требующие дымовых труб, компактны.
В настоящее время развитие водородной энергетики сдерживается дороговизной получения водорода: он стоит примерно в 3–4 раза дороже, чем ископаемые виды топлива. Однако при росте цен на минеральное сырье водород может стать вполне конкурентоспособным энергоносителем.
