ГЛАВНАЯ > События, факты, комментарии

Термоядерная мечта. Станет ли в 2021 году человечество ближе к дешевой энергии?

10:42 14.12.2020 • Артем Куреев, эксперт Валдайского клуба

Мечта о дешевой энергии появилась у человечества вместе с развитием первых ремесел. Мускульная сила людей и животных, ветер, вода, пар – все это последовательно ставилось на службу человечеству. В 19 веке началось повсеместное внедрение электрической энергии, однако ее производство точно так же требовало силы пара и воды. Люди постоянно задумывались о сверх дешевой и экологически чистой энергии, способной удовлетворить растущие потребности планеты в электричестве. Тем более, еще в конце 19 века ученые начали предупреждать землян – запасы нефти, газа, угля не безграничны. Вспомним, цитату нашего соотечественника Менделеева – «топить нефтью, все равно, что топить ассигнациями».

В 1950-х человечеству удалось окончательно приручить энергию атома. Из разрушительного пламени ядерных взрывов и желания обладать сверхоружием родилась атомная энергетика. Однако, успехи в области неконтролируемой термоядерной реакции, родили новую мечту, о энергетике термоядерной. Мечту, которую пока не удалось реализовать.

Уже в 1950-х фантасты и футурологи описывали, и возможности, которые откроет миру дешевая энергия, и потенциальные угрозы, исходящие от термоядерных электростанций. Достаточно вспомнить повесть Роберта Хайнлайна, классика мировой фантастики «Взрыв всегда возможен». Но, хотя первый магнитный термоядерный реактор, токамак, сокращенное от «Тороидальная Камера Магнитная Катушка», был построен в СССР еще в 1954 году, доступной термоядерная энергия пока не стала. Оптимизм середины 20го века сменился осознанием, что термоядерная энергия теоретически доступна, а на практике до ее освоения в коммерческих целях еще очень далеко. Человечеству постоянно кажется, что оно вплотную подошло к коммерческой эксплуатации термоядерного синтеза, но проходят десятилетия, а дешевой энергетики не появляется.

Профессионалы же настроены более скептически. В интервью «Российской газете» доктор наук Виктор Ильгисонис, один из авторов доклада «Перспективы термоядерных исследований», заявил: «установки термоядерного синтеза, которые сооружаются сегодня, находятся на пределе технологических возможностей».

Собственно, если упрощать, в этом и есть проблема современной термоядерной энергетики, рентабельных реакторов для ее коммерческого использования не существует… пока. Вместе с тем, тот же Ильгисонис, процитировал одного из первых руководителей советского термоядерного проекта – академика Арцимовича, который в свое время отметил, что «эта проблема обязательно будет решена, когда термоядерная энергия станет совершенно необходима человечеству, потому что принципиальных затруднений на этом пути, по-видимому, нет». Спустя почти полвека после смерти легендарного академика экономическая потребность человечества в термоядерной энергии значительно возросла, а многие эксперты уже стали задумываться, как эта «шкура не убитого медведя» изменит мир.

Во-первых, термоядерная энергия потенциально в разы дешевле атомной, а тем более получаемой на ТЭС. По подсчетам ряда ученых, две тонны гелия-3, разогретые в токамаке или стеллараторе [i] (модернизированный термоядерный реактор), могут дать столько же энергии, сколько 30 млн тонн нефти, сжигаемой в печах ТЭС. И это, не говоря, про полное отсутствие выбросов в атмосферу. Как следствие, термоядерная энергетика приведет к бурному развитию дешевого электротранспорта, что вновь окажет благотворное влияние на климат и атмосферу нашей планеты. А, к примеру, если сейчас пересадить все человечество на электромобили, то действующих мощностей для их зарядки просто не хватит.

Во-вторых, термоядерные станции значительно безопаснее атомных. В случае сбоев в работе реактора, маленькие искусственные солнца просто погаснут, а не приведут к взрывам и радиоактивным заражениям.

В-третьих, потенциальная компактность термоядерных реакторов будущего и их безопасность позволит обеспечить дешевой, безопасной энергией густонаселенные, но экономически депрессивные регионы планеты – Африку, ряд стран Юго-Восточной Азии и Латинской Америки. А это – повышение уровня жизни, развитие промышленности и вновь, решение экологических проблем.

Соответственно, появление дешевой и безопасной энергии, по мнению экспертов-оптимистов, приведет почти к «золотому веку» человечества. Дешевая, безопасная энергия вызовет падение цен на большинство товаров и услуг, расширит мобильность населения, сделает возможным энергозатратные производства.

Наконец, термоядерная реакция тесно связана с еще одной мечтой человечества, мечтой о звездах. Термоядерный синтез позволит создать новые типы двигателей, которые сделают солнечную систему максимально доступной для человечества и приблизят его к звездам. Так, эксперты «Форбса» считают, что первые полеты таких кораблей за пределы солнечной системы при существующем росте технологий могли бы состояться к 2100 году [ii].

Дополнительный интерес к термоядерной проблематике вызвал и очередной ежегодный прогноз датского «Saxo bank». Скандинавские эксперты из года в год публикуют, зачастую, несколько шокирующие экспертные оценки будущего года. Сбывается из них менее 50%, однако, многие темы, которые поднимают датские аналитики действительно становятся на будущий год крайне актуальными. И вот, в прогнозе 2021 года появилось предположение, что буквально на следующий год человечество совершит технологический прорыв и подойдет вплотную к коммерческому использованию термоядерной энергии. Более того, датчане предположили, что ряд стран введет безусловный базовый доход, позволяющий оживить экономику после пандемии Covid-19, и поддержать оставшихся без работы граждан. Введение же подобного дохода, видимо, станет возможным за счет резкого удешевления энергии. Подобные пророчества вызвали здоровый скептицизм ряда экспертов, однако и инициировали дискуссию о будущем управляемого термоядерного синтеза. Увы, большинство серьезных ученых возлагают надежды на международный реактор ITER во Франции и ждут существенных прорывов не ранее 2025 года. Этот совместный международный проект, переговоры о котором начались еще в 1980-х годах реализуется семью основными партнерами (Европейский Союз, Индия, Китай, Республика Корея, Россия, США, Япония) на французском Лазурном берегу. 60-метровый токамак, весом более 23000 тонн, будет вырабатывать энергию путем реакции синтеза с тяжелыми изотопами водорода при температуре более 100 млн градусов [iii]. Всего 1 грамм топлива из смеси дейтрия и трития, даст такое же количество энергии, как 8 тонн нефти. Впрочем, пока предполагается, что коммерческое производство электроэнергии он начнет лишь в 2040 году. При этом, разработчики ITER осторожно прогнозируют, что на основе исследований их команды к 2060 году удастся разработать по-настоящему рентабельный промышленный термоядерный реактор [iv]. Так что, дешевой энергии нам ждать минимум 40 лет. Хотя оптимистичные китайцы, надеясь на принципиально новые разработки, планируют начать полномасштабную эксплуатацию термоядерной энергии на 10 лет раньше [v].

Вместе с тем, несколько успешно реализованных в 2020 году проектов, а также продолжение работы над ITER в наступающем году действительно станут одним из важных факторов развития международного научного сотрудничества. Так, 4 декабря китайские физики запустили термоядерный реактор HL-2M, в котором температура плазмы достигает 150 миллионов градусов [vi]. А российский Курчатовский институт планирует в ближайшее время осуществить запуск установки Т-15МД [vii]. Не остались в стороне и США, где, в начале декабря, ученые, после 2-летнего обсуждения, представили 10-летний план для Федерального консультативного комитета по наукам о термоядерной энергии. В нем они призывают национальное министерство энергетики поддержать строительство прототипа термоядерной электростанции к 2040 году. Подобные инфоповоды подогревают «термоядерный ажиотаж» и, зачастую, вызывают дискуссии о возможной монополии одного государства на термоядерную энергию. Однако, хотя многие страны хотят вырваться вперед в сфере разработки технологий получения дешевой энергии, в отличие от «гонки вакцин», в мире ядерной физики давно существует понимание, что серьезные результаты могут быть достигнуты только при совместных исследованиях. Это хорошо иллюстрирует работа международной команды на Большом андронном коллайдере. Поэтому, безусловно, в 2021 году для России, имеющей уникальный опыт и давние традиции изучения термоядерного синтеза, сохраняется отличная возможность для продвижения своего имиджа через «научную дипломатию». Хотя, к сожалению, дешевая энергия в ближайшие годы продолжит оставаться мечтой.

 

Мнение автора может не совпадать с позицией Редакции

 

[i] https://life.ru/p/1220245

[ii] https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2020/07/28/could-we-achieve-interstellar-travel-using-only-known-physics/?sh=cdffdf3403a6

[iii] https://tass.ru/info/2292323

[iv] https://tass.ru/info/2292323

[v] https://3dnews.ru/1027110/kitay-zagigaet-iskusstvennoe-solntse-vvedyon-v-ekspluatatsiyu-termoyaderniy-reaktor-hl2m-tokamak

[vi] https://www.vesti.ru/nauka/article/2495494

[vii] http://nrcki.ru/product/press-nrcki/press-nrcki-v-kurchatovskom-institute-projden-eshche-odin-ehtap-na-puti-k-tokamaku-novogo-pokoleniya-40585.shtml

Читайте другие материалы журнала «Международная жизнь» на нашем канале Яндекс.Дзен.

Версия для печати