§7. Перспективы развития энергетики

Здесь уместно коснуться вопроса об энергетическом выходе экзотермических реакций сгорания топлива и сравнить его с энергетическим выходом ядерных и термоядерных реакций. Это позволит оценить перспективы тепловой энергетики с учетом запасов органического топливного сырья, ядерного (уран) и термоядерного «топлива», а также экологического вреда.

Вид реакции	Топливо	Удельная теплота, выделяющаяся при реакции, Q
		МДж/кг	кВт·ч/кг
Химическая реакция сгорания	Каменный уголь (антрацит марки «А»)	19-27	5,3-7,5
	Природный газ	36	10
	Мазут	39-41	10,8-11,4
Ядерная реакция деления изотопа урана-235	Обогащенный природный уран (95% урана-238 и 5% урана-235)	3,6·105	1·105
Реакции термоядерного синтеза	Литиево-дейтериевая плазма (изотопы лития-6 и тяжелого водорода-2)	2,7·1013	7,5·1012

Табл.1

Из таблицы следует, что использование в энергетике ядерных и тем более, термоядерных реакций гораздо энергетически выгоднее, чем сжигание органических углеводородов. К тому же запасов нефти при нынешнем уровне потребления хватит менее чем на 100 лет. Каменного угля и природного газа – более чем на 100 лет. Запасов урана – примерно на 100 лет.

Однако следует иметь в виду, что количество ядерного «топлива» можно увеличить, используя реакторы-размножители, у которых коэффициент воспроизводства доходит до 1,5. Это означает, что в таких реакторах при делении 1 кг урана-238 получается до 1,5 кг плутония, который далее можно использовать в качестве ядерного «топлива». Таким образом, запасы каменного угля, природного газа и ядерного «топлива» сопоставимы.

Строительство атомной электростанции (АЭС) обходится дороже тепловой (ТЭС), однако эксплуатация – дешевле. Таким образом, экономические затраты на атомную и тепловую энергетику также сопоставимы.

Однако загрязнение окружающей среды от тепловых станций существенно выше. Так, только радиационное загрязнение (не говоря уже о химическом), которое имеет место при эксплуатации ТЭС вследствие наличия в органическом топливе радиоактивного изотопа углерода-14 на порядок выше, чем при работе АЭС. Таким образом, с учетом указанных факторов развитие атомной энергетики целесообразнее, нежели тепловой.

Большие перспективы сулит создание термоядерной энергетики, так как энергоресурсы для нее очень велики. В 2007 г. во Франции начато строительство термоядерного реактора, на котором, как очень надеются ученые, будет осуществлена реакция управляемого термоядерного синтеза и затем отработана технология всего цикла получения электроэнергии.

Во многих странах интенсивно развивается энергетика с использованием энергии ветра и Солнца. Однако повсеместное ее развитие нецелесообразно. К тому же следует учитывать и экологические последствия ее использования. Так, ветряные электростанции создают мощное инфразвуковое излучение, вредное для животных и людей. Строительство солнечных электростанций приводит к отчуждению больших территорий, а также к необходимости использованию при производстве химически опасных веществ. К тому же мощность таких электростанций невелика. Так, мощность одной современной АЭС соответствует мощности примерно 400 ветряных электростанций. Поэтому в ближайшие сто лет эти альтернативные источники энергии большого вклада в мировую энергетику скорее всего не привнесут.