Владимир Пронин: Главная проблема атомной энергетики - в головах

В связи с аварийной ситуацией на атомной станции "Фукусима-1" в мире с новой силой разразилась дискуссия о дальнейшем пути развития мировой энергетики. Предыдущий пик протестов против создания и работы атомных электростанций в мире также пришелся на последствия крупнейшей за всю историю аварии. 26 апреля 1986 года взорвался четвертый энергоблок Чернобыльской АЭС.

Шок от произошедшего надолго затормозил развитие отрасли как в мире, так и на постсоветском пространстве. Есть ли у атомной энергетики реальная альтернатива, каково ее будущее и к каким последствиям может привести японская трагедия, корреспонденту ЗАКС.РУ рассказал кандидат физико-математических наук, доцент РГПУ им. Герцена Владимир Пронин, разработавший несколько учебных курсов для студентов, специализирующихся на экологии.

Японцы придерживают информацию

- Владимир Петрович, в чем, на Ваш взгляд, главная проблема, сдерживающая сейчас развитие атомной энергетики?

- Главным сейчас является субъективный фактор – восприятие людей. Слово «радиация» вызывает у людей какой то панический ужас, хотя есть естественная радиация и без радиации жизни просто не было бы. Сам факт эволюции связан с радиацией, потому что радиационные воздействия - это стимулирующие эволюционные процессы. Мутационные процессы стимулируются, в частности, радиационными явлениями. Если бы радиации не было, не было бы эволюции. Естественно, в определенных дозах: и много – плохо, и мало – плохо. Поэтому радиация в принципе необходима, другое дело - в каких дозах. После Хиросимы и Чернобыля у людей какое-то паническое отношение к радиации и непонимание того, что это такое, ее причин и воздействия. Вот это непонимание и боязнь – главный фактор, который сдерживает. Во многих странах после аварии в Чернобыле стали закрывать атомные станции, а в некоторых просто прекратили их строить. В Штатах была программа по строительству, ее заморозили. После 86 года там нет ни одной новой станции.

- Насколько развитие атомной энергетики было отброшено назад в результате аварии на ЧАЭС?

- После чернобыльской аварии произошел не отброс назад, а шаг вперед. Степень опасности оценивается количеством аварий, которые могут произойти на станциях в ходе их функционирования. До Чернобыля оценка безопасности составляла примерно 1 аварию на 10 000 лет. После аварии эта цифра увеличилась до 1 миллиона лет – были приняты меры безопасности, которые увеличивают безопасность практически на два порядка. Тем не менее, событие есть и оно произошло.

- Степень опасности нынешней аварии в Японии повысили до максимальной - седьмой. Это же значение было присвоено и Чернобыльской аварии. Они сопоставимы по тяжести последствий?

- Это, скорее, чисто экономические оценки. Последствия, конечно, не сопоставимы с тем, что было в Чернобыле. Там был выброс активных компонентов из реактора, а здесь выброс только газов и воды. Они мало говорят о воде, а ведь на самом деле воду они должны были серьезно загрязнить. В семидесятых годах произошла аналогичная авария на атомной станции в Тримайленд Айленд. Там из 6 насосов, которые качают воду для охлаждения, 4 вдруг отказали, поэтому реактор стал перегреваться, лопнули системы охлаждения и вода вытекла просто на периферию. Американцы пишут, что 20 лет устраняли последствия. Территория была заражена и чтобы ее рекультивировать, понадобилось 20 лет. В Японии тоже утекает загрязненная вода. Куда она девалась, что они с ней делали? Информация об аварии на Фукусиме-1 крайне скудна. Они держат информацию, не пускают ее. Там до сих пор непонятно, что же именно произошло. Только из намеков, по косвенным признакам можно оценить, что же там происходило.

- Последствия этой аварии больше психологические, чем физические?

- Да. Они вводят 10-километровые, 30-километровые зоны. В Чернобыле была подвергнута воздействию громадная зона. А в Японии за пределами этих 20-30-километровых зон вообще ничего нету, да и внутри этих зон радиация, насколько я понимаю, превышает допустимый уровень в несколько раз. Это не опасно. Кстати говоря, вот эффект радиации – есть места, где люди живут заметно дольше. Например, в горах Грузии, в других местах. Так это связано в том числе и с повышенным фоном радиации. Поэтому превышение радиации на порядок от фона никакого вреда не даст. Например, на Сахалине есть участки, где растут метровые лопухи, или подорожник со стол, или папоротник, под которым ходишь, как под деревьями. А там просто повышенная радиация, и все.

- Как-то изменился уровень воздействия на окружающую среду в процессе нормального функционирования современных атомных станций в сравнении с более старыми проектами первых поколений?

- Первые поколения делались так, что они практически не загрязняют окружающую среду. Радиационные загрязнения АЭС значительно меньше, чем радиационные загрязнения от угольных станций. Для примера. Характерная мощность блоков - одна тысяча мегаватт. Тысячники у нас стоят на ЛАЭС – 4 штуки. И по тысяче строят энергоблоки тепловых электростанций (ТЭС). Так вот для того, чтобы обеспечить выработку на ТЭС той же тысячи мегаватт, необходимо сжечь три миллиона тонн каменного угля. В этом угле есть тот же самый торий, есть уран. Они все выбрасываются и эти загрязнения существенно больше, на порядок, чем загрязнения от АЭС. Просто на АЭС продукты более локализованы, а на ТЭС они более рассеяны.

- Какой этап цикла функционирования атомной энергетики, начиная с момента добычи и обогащения сырья до момента утилизации отработанного топлива, является самым «грязным» с точки зрения воздействия на окружающую среду?

- Полная схема производства атомной энергии от добычи руды на руднике и до захоронения просчитаны. По-видимому, это радио-химический этап – обогатительные предприятия. Но там все локализовано и на внешнюю среду действует мало и локально, а выбросов очень мало. Выступления «зеленых» по поводу загрязнений атомными электростанциями не выдерживают никакой критики. В основном это какие то популистские заявления. Надо загробить наш атоммаш – будут выступать с такой критикой. Зеленые выступают по поводу захоронения отходов? Отходы с атомных станций, а одна загрузка отдельно взятой АЭС составляет порядка 60 тонн урана в год, нужно где-то захоранивать. Но мы у себя захораниваем только отходы станций, которые мы сами и делали в других странах. У нас есть возможность и за это платят хорошие деньги, на которые можно развивать саму методику дезактивации.

Самые грязные – угольные станции

- Какие типы электростанций с точки зрения загрязнения природы являются самыми опасными, а какие - наоборот, безопасны?

- Самой грязной является тепловая энергетика, построенная на угле – угольные ТЭС на первом месте. Атомные станции находятся в конце списка. Если проехать по Европе, то в Голландии, Германии можно увидеть поля «ветряков». Сейчас доля ветровых электростанций в отдельных странах составляет уже процентов 10 от атомной.

- Ветровые станции с экологической точки зрения хорошие или нет?

Зеленые возражают и против них: крутятся лопасти и распугивают птичек это раз, во-вторых, инфразвук идет от них. С экологической точки зрения атомная энергетика одна из наиболее чистых. Ее плюс в том, что АЭС можно размещать практически везде. Единственное, что нужно учитывать: этим станциям нужны очень большие объемы воды, значит строить надо вблизи водоемов. Они потребляют значительно больше воды, чем тепловые станции. Это связано с тем, что температура воды на АЭС существенно ниже, чем на ТЭС. Это делается специально ради безопасности. Чем больше температура, тем больше давление. И если разорвет трубы на тепловой станции, то просто выльется вода, трубы починят и все. А разрыв труб на атомной станции понятно, чем грозит.

- Если отбросить субъективные факторы, страхи и популизм, то насколько быстро, на ваш взгляд, атомная энергетика должна вытеснить остальные способы получения энергии?

- В ближайшие 50 лет необходимо увеличить мировое производство энергии, минимум, в 3 раза. Это связано с тем, что есть "золотой миллиард", который сейчас потребляет примерно три четверти энергии, и существуют остальные 6 миллиардов людей, потребляющих в несколько раз меньше. Это развивающиеся страны: Китай, Индия, Бразилия, Африка. Уровень благосостояния линейно зависит от энергетики. Чем выше уровень энергообеспеченности, тем выше валовый продукт.

Для того, чтобы повысить благосостояние, развивающиеся страны должны как-то догонять развитые по производству энергии. За счет чего, за счет каких ресурсов? Есть традиционные ресурсы: нефть, газ, уголь – углеводородное топливо. В настоящее время принята точка зрения о том, что выброс углекислого газа, образующегося при сгорании, составляет примерно 3 тонны на тонну угля. Все это поступает в атмосферу. Помимо этого образуется масса других загрязнений, особенно на угольных станциях: окиси азота, окиси серы, тот же самый уран и торий, которые выбрасываются в золе, и масса всего другого. Поэтому, естественно, против развития такой энергетики возражают.

В 1997 году был принят Киотский протокол, согласно которому ограничивают выбросы. По нему выбросы к 2012 году должны были уменьшиться по сравнению с 90-м годом приблизительно процентов на 12. Вряд ли это будет достигнуто, но Европа сокращает, США немножко сокращают, но развивающиеся страны, Китай никоим образом. Только увеличивают.

Урана хватит на тысячу лет

- Так за счет чего тогда будут получать энергию?

- Выбор не очень большой. В первую очередь это традиционная углеводородная, которая сейчас обеспечивает две трети. Есть еще гидроэнергетика, использующая энергию рек. Она потенциала не имеет, она уже процентов на 60-70 задействована и дальнейшего роста никак не получить. Кстати говоря, против нее тоже очень сильно выступают «зеленые». Вода, проходящая через турбины, проходит дегазацию (газ выходит) и в ней просто не могут существовать живые организмы. Плюс плотины мешают миграции рыбы. Кроме того, заливают территории, так как необходимо создать огромный бассейн.

Таким образом, речная энергетика перспектив не имеет никаких и решить проблему не может. Существует еще приливная энергетика. Она может работать только в районах, где велика высота приливов – более 5 метров. У волновой энергетики океана ресурс очень большой. Мы должны загонять в море систему, которая будет преобразовывать волновые колебания в электричество, которое еще нужно транспортировать, а это недешевая вещь. Поэтому желательно иметь локальную систему, где потери будут минимальны, так как потери при транспортировке энергии могут доходить до 50 процентов. С другой стороны, все это само по себе очень дорого – себестоимость в несколько раз превосходит другие способы.

Еще есть ветровая энергия. Но она может работать только там, где есть хороший напор ветра - более 5 метров в секунду. Опять же, ветер остановился и электрогенератор встал. Поэтому такой источник может быть только дополнительным, но не базовым. Он может стать основным только если будут созданы мощные аккумуляторы, которые запасают энергию и при необходимости ее выдают. Пока их не существует, и это тоже проблема. Так что ветер может давать 10-15 процентов общей выработки, но в качестве дополнения.

Солнечная энергия, безусловно, хорошая вещь, но она связана с географическим положением. У нас ставить солнечную станцию бесполезно, нужны области с постоянно безоблачным небом. Это экваториальные районы. А дальше снова проблема транспортировки с одной стороны, а с другой – для солнечной энергетики необходимо очень мощное полупроводниковое производство, где много затрат и загрязнений, между прочим. Значит, опять у нас в одном месте будет чисто, а в другом грязно. Пока такая энергетика остается существенно более дорогой по сравнению с другими вариантами. Возможно, в дальнейшем развитие полупроводниковой техники и обеспечит снижение стоимости солнечных панелей, но сейчас это очень дорого стоит.

- Есть надежда на какие-то перспективные новые источники энергии?

Самый важный и перспективный источник – термоядерная энергия, но чем дальше, тем больше проблем. Идея-то хороша, научные разработки какие-то есть, но когда встает вопрос о практической реализации, встает гигантское количество проблем. Прогресс очень маленький и раньше, чем лет через 50, термоядерная энергетика не заработает, так что не стоит ждать ее в ближайшее время, даже если все силы международные на это бросить.

Существуют очень разные оценки запасов нефти и газа. Самые оптимистические - что их хватит лет на 50 при нынешних темпах расходования. Угля хватит на более долгий срок, его много. Сейчас появляются новые ресурсы – из сланца пытаются получать. Правда, уран тоже исчерпаемое топливо, но на нем можно лет 100-200 существовать. Те станции, которые работают сейчас, используют "обогащенный уран" – 99,3% неактивный уран-238 и 0,7% уран-235, который является источником энергии. Запасы урана-235 невелики, хватит лет на 100, а урана 238 много. Но сейчас уже строятся реакторы на быстрых нейтронах (реакторы-бридеры), которые в качестве топлива используют как раз уран-238. Это увеличивает потенциал как минимум на порядок. Лет на тысячу хватит.

У энергетики четыре варианта

- Существует ли сейчас в мире понимание того, как мировая энергетика будет развиваться в дальнейшем?

- Существует всего 4 варианта развития энергетики.
Первый – стандартный, согласно которому доля выработки разными типами электростанций будет приблизительно такая, как сейчас. Будет увеличиваться количество получаемой энергии, а структура не изменится.

Второй – по требованиям снижения объема выбросов углекислого газа будут закрывать или прекращать строить новые тепловые станции. Тогда при существующих технологиях могут спасти только атомные станции и их количество нужно будет увеличивать на порядок.

Третий вариант – запрет на атомные станции. Выходом будет развитие тепловых и альтернативных: ветровых, солнечных, волновых…

Четвертый вариант – одновременный запрет и тепловых и атомных электростанций. Тогда кроме солнечных и ветровых станций больше неоткуда будет получать энергию.
Какую стратегию выберет мировое сообщество, до конца не понятно. Мои оценки совпадают с оценкой руководства страны, сказавшего, что базовым для России является развитие атомной энергетики. К 2025 году мы раза в 2 должны увеличить количество АЭС. Для нас альтернативы я не вижу, хоть мы и располагаем большим количество нефти, газа и угля. Кстати, мы меньше других стран сжигаем угля, так как много нефти и газа. А вот у Китая их нет и они больше сжигают угля.

- СССР – одна из первых стран, которая начала развивать атомную энергетику. Сегодня наша страна все еще остается лидером?

- Нет, Россия не является лидером. Потому что после Чернобыля столько было нападок на атомную энергетику, что фактически это привело к развалу нашего атомпрома. У нас атомная промышленность была одной из наиболее высокотехнологичных отраслей, где мы были на высочайшем уровне производства. Его развалили, а сейчас пытаются воссоздать. Мы же в течение двадцати лет ни одной станции не построили. Они были заморожены - и все, ушли специалисты.

Сейчас воссоздать атомпром достаточно сложно, хотя программа поставлена, чтобы резко увеличить производство атомных станций. У нас есть разработки реакторов на быстрых нейтронах и одна такая станция работает, аналогов ей нет. И это очень перспективная атомная станция. Там очень маленькое давление в реакторе, потому что в качестве охлаждающего элемента используется натрий, а не вода. У него температура плавления больше воды и он мало "газит". Давление из-за этого маленькое и поэтому станция достаточно безопасна. Так что научный потенциал вопросов не вызывает, он остается на высочайшем уровне. А прикладной, технический потенциал на уровне производства, насколько я понимаю, не очень.