Александр Мирчев - Пролог - Мегатренд альтернативной энергетики в эпоху соперничества великих держав

Сложно определить преимущества, которые могут дать технологии приливов и волн конкретным заинтересованным сторонам. Очевидно, что, так как они доступны не всем странам и субъектам, эти технологии могут привести к конфронтации за право доступа, особенно на спорных морских границах.

На первый взгляд, водород – это энергетическая панацея, ведь он содержит много энергии и практически не загрязняет окружающую среду [78] World Energy Council, World Energy Resources 2016. . Однако это нетипичный возобновляемый ресурс. Водород не первичный источник энергии, а скорее энергетический вектор, поскольку энергию получают за счет другого источника. Свободного водорода нет ни в атмосфере Земли, ни где-либо еще на планете – его нужно добывать, обычно из воды или углеводородов. Хотя сложно прогнозировать долгосрочное развитие этой отрасли, водородные топливные элементы считаются перспективной технологией. Они могут обеспечивать теплом и электричеством здания и приводить в действие электродвигатели транспортных средств [79] Топливные элементы объединяют водород и кислород для производства электроэнергии, и их часто сравнивают с батареями. Однако топливный элемент будет вырабатывать электричество до тех пор, пока поступает топливо (водород), никогда не теряя свой заряд. NASA использует жидкий водород с 1970-х гг. для выведения на орбиту космических челноков и других ракет. Водородные топливные элементы питают электрические системы шаттла, производя чистый побочный продукт (чистую воду), которую пьет экипаж. Топливные элементы лучше всего работают на чистом водороде, но природный газ, метанол или даже бензин могут производить необходимый водород. О применении технологий топливных элементов см. Sandra Curtin и Jennifer Gangi, Fuel Cell Technologies Market Report 2016 (Washington, D.C.: U. S. Department of Energy, 2017). Источник: https://energy.gov/sites/prod/files/2017/10/f37/fcto_2016_market_report.pdf. . Хотя водород остается дорогостоящей и трудно реализуемой технологией, реальное его применение может изменить текущий геополитический баланс.

Производство огромного количества энергии за счет ядерного синтеза было давней мечтой физиков. Перспективы термоядерного синтеза возникли после Второй мировой войны, когда физики начали воспроизводить реакцию, которая происходит на Солнце и звездах. В реакциях термоядерного синтеза обычно соединяются два изотопа водорода – дейтерий и тритий. При соединении под высоким давлением и температуре они сплавляются вместе, превращаясь в плазму. Во время этой реакции высвобождаются нейтроны и энергия. Ядерный синтез направлен на захват этой энергии и позволяет производить электричество обычными методами (например, с помощью пара).

Многие экспериментальные устройства по всему миру могут производить термоядерный синтез в течение короткого периода времени, но эти реакторы требуют использования гораздо большего количества энергии, чем вырабатывают. Чтобы продемонстрировать жизнеспособность этой формы производства энергии в широких масштабах, несколько стран предприняли проект Международного экспериментального термоядерного реактора (ИТЭР – ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor). Партнеры ИТЭР построили экспериментальный термоядерный реактор в Кадараше на юге Франции. В настоящее время это крупнейшее в мире научное объединение, цель которого – демонстрация научной и технологической осуществимости термоядерного синтеза в качестве источника энергии [80] Там же. . Стоимость проекта в настоящее время оценивается в €20 млрд [81] Запущенный в 2006 г. проект МТЭР (Международный термоядерный экспериментальный реактор) к 2018 г. был на полпути к завершению начальной эксплуатации. Тестовая эксплуатация термоядерной энергии ожидается примерно в 2035 г. Странами-партнерами являются ЕС, Китай, Индия, Япония, Корея, Россия и США. См. https://www.theguardian.com/environment/2017/dec/06/iter-nuclear-fusion-project-reaches-key-halfway-milestone. .

Европейское соглашение по развитию термоядерного синтеза, организация, ответственная за вклад ЕС в ИТЭР в размере 45 % [82] https://www.bloomberg.com/news/features/2017-10-20/renewable-energy-threatens-the-world-s-biggest-science-project. , опубликовало дорожную карту ЕС на пути к реализации термоядерной энергии. В ней отмечается, что, для того чтобы сделать термоядерные реакторы жизнеспособными, необходимо приложить значительные усилия [83] Вклад ЕС составляет 45,6 %, остальные 6 партнеров вносят по 9,1 %. Члены вносят очень мало денег в проект: вместо этого девять десятых взносов поступают в Организацию ИТЭР в виде готовых компонентов, систем или зданий. Источник: https://www.iter.org/proj/Countries. . Кроме того, Китай разрабатывает собственное термоядерное устройство, известное как «искусственное солнце», которое станет важным испытательным устройством в ходе разработки ИТЭР. Учитывая, что топливо и его применение неисчерпаемы, чисты и безопасны, термоядерная энергия может сыграть важную роль в будущем энергобалансе. Однако, наряду с техническими и политическими проблемами, эта технология столкнется с конкуренцией со стороны других, более экономически эффективных возобновляемых источников энергии [84] European Fusion Development Agreement, Fusion Electricity: A Roadmap to the Realization of Fusion Energy (EFDA, November, 2012), 66. Источник: https://www.euro-fusion.org/fileadmin/user_upload/EUROfusion/Documents/Roadmap.pdf. .