Нам нужна энергия
В то же время ЕС ограничивает энергетические возможности и за своими пределами. Так, Чернобыльская АЭС на Украине будет окончательно ликвидирована, как только местные руководители исчерпают способы разворовывания денег, выделенных европейцами на этот акт технического вандализма.
Проблемы российской энергетики — иного рода. В самом скором будущем её развитие может упереться в лимиты, установленные конвенцией о парниковых газах. Сама теория парникового эффекта физически ложна (и лжива) — но политики уже сделали из неё далеко идущие выводы. В частности, для нашей страны предел установлен по состоянию на 1990-й год, когда промышленность ещё работала эффективно. Но после восстановления предперестроечного объёма производства (что ожидается в ближайшие годы, сразу по окончании худшей фазы кризиса) нам придётся — по меньшей мере до окончания срока действия международных соглашений на эту тему — либо остановить промышленный рост вследствие нехватки энергии, либо развивать ядерную энергетику.
Все страхи мира
Между тем население всего постсоветского пространства далеко не свободно от чернобыльского синдрома. Более того, у нас он выражен куда ярче, чем у многих наших соседей. Например, Финляндия сейчас строит крупнейшую в мире АЭС — в дополнение к имеющимся — именно потому, что с незапамятных времён ценит экологическую чистоту и прекрасно понимает: обеспечить её могут только современнейшие технологии. Сможет ли наш народ в обозримом будущем отнестись к АЭС столь же разумно?
Впрочем, даже если мы сами изживём чернобыльский синдром — его ещё долго будут использовать против нас бесчисленные конкуренты. Уже сейчас идёт мощная агитационная кампания, заверяющая в полной безопасности западных ядерных технологий и разрушительности советских и постсоветских (что опровергается хотя бы сопоставлением российских и американских ТВЭЛов). По мере укрепления нашей конкурентоспособности нагнетание страхов будет неизбежно усиливаться, дабы лишить нас энергетической опоры.
В то же время конкурирующие с нашей промышленностью страны избавятся от чернобыльских страхов существенно раньше. Ведь технологии управления массовой психологией отработаны на Западе куда лучше, чем у нас. Следовательно, в скором будущем там ядерная энергетика будет развиваться без особых помех. Соответственно сократится зависимость от ископаемых топлив — в том числе от казахских, российских, туркменских поставок.
Следовательно, мы должны заблаговременно изыскать иные способы привязки Запада к нашим возможностям и нашей деятельности.
Смотреть шире
По меньшей мере одна попытка такой привязки — российская инициатива по созданию международного предприятия для обогащения урана и переработки отработанного ядерного топлива — несколько лет назад встречена мировым сообществом довольно скептически. Многие критики сочли её просто эффектным трюком, спасающим от гнева международного сообщества ядерные программы государств, сомнительных с западной точки зрения (и прежде всего Ирана, серьёзно подозреваемого в оружейных амбициях). Сами же эти государства, похоже, полагают российское предложение изощрённым приёмом удержания их вдали от закрытого клуба великих ядерных держав.
Между тем главный недостаток инициативы — её относительная узость. Она коснулась лишь двух звеньев ядерного цикла. Главная же его часть — собственно выработка изобильной и поэтому дешёвой энергии — осталась за кадром и не попала в рассмотрение ни политиков, ни аналитиков. Хотя на этом этапе риск куда больше и разнообразнее.
Для государств, мягко говоря, не слишком развитых технически, ядерный реактор на собственной территории, под собственным управлением — прежде всего предмет гордости. Пусть он создан целиком из зарубежных блоков, да и монтировали его иностранные специалисты — но надо по крайней мере доказать всему миру: граждане этой страны не хуже всех прочих управляются даже с самой сложной техникой. Того и гляди, последуют инвестиции в расчёте на наличие высококвалифицированных кадров. АЭС — хорошая реклама.
Но есть и другие страны. Пресыщенные новыми технологиями. А порою изрядно опасающиеся возможных (и, как многие утверждают, неизбежных) побочных эффектов. Пусть даже опасения безмерно преувеличены.
Выходит, чтобы проект заинтересовал действительно весь мир (или хотя бы всю Евразию), он должен касаться не только начальных и конечных этапов работы. Куда важнее возможность вынести из других стран саму генерацию.
Пустынные просторы
Строго говоря, обеспечить безопасность АЭС можно практически в любом месте. Например, академик Андрей Дмитриевич Сахаров в своё время предлагал глубинные энергокомплексы. Если погрузить реактор на 4 км под землю, давление водяного столба исключит возможность вскипания содержимого реактора — значит, тепловые взрывы вроде чернобыльского станут заведомо невозможны. Вдобавок с такой глубины даже ядерный взрыв всего содержимого реактора дойдёт до поверхности лишь легчайшей рябью.
Но подобные технические изыски вряд ли доступны уму — а главное, сердцу — рядового обывателя. Следовательно, придётся прибегать к более примитивным, зато наглядным и общепонятным, приёмам. Простейший из них исчерпывается древней поговоркой: «С глаз долой — из сердца вон».
В наших пустынных просторах более чем достаточно территорий, исключающих в обозримом будущем какие бы то ни было иные формы хозяйственного освоения, кроме ядерной энергетики. Да и окрестного пространства хватит для выпадения сколь угодно мощных радиоактивных осадков: пусть современные ядерные технологии практически безопасны — необходимо доказать общественному мнению, что исключена даже теоретическая угроза.
Отдаление от населённых пунктов исключает и опасность, в современном мире более чем реальную. Ядерные реакторы, сочетающие высокую интенсивность рабочих процессов со столь же высокой концентрацией опасных веществ — лакомая мишень для террористов. Да и в случае боевых действий (увы, ни в каком мире не исключённых) доехать или долететь до реакторного поля будет труднее — это заметно уменьшает вероятность удара.
Впрочем, полагаться только на дистанцию недопустимо. Необходима оборона станций от любых внешних угроз — хоть террористов, хоть ракет, хоть падающих авиалайнеров. Но если станции сгруппированы на одном сравнительно компактном участке — затраты на оборону в расчёте на одну станцию существенно падают по сравнению с ныне принятым разбросанным их размещением. Следовательно, рентабельность всего комплекса существенно растёт. Более того, сокращение удельных расходов позволяет употреблять сверхсложные методы защиты — вплоть до сплошных барьеров из электронных датчиков и специальных спутников наблюдения на геостационарной орбите.
В качестве одного из примеров эффективности такого энергокомплекса отметим: там можно без опасений пользоваться реакторами на быстрых нейтронах, преобразующими инертные в ядерном отношении материалы — вроде урана-238 — в делящиеся. В природном уране доля естественного реакторного сырья — урана-235 — всего 1/140. А ведь преобразованию поддаётся ещё и торий: его в природе никак не меньше, чем урана. Тем самым общий запас ядерных энергоносителей можно увеличить в сотни раз. Тогда возрастёт и рентабельность добычи урана. Ведь чтобы окупилась разработка уже разведанных австралийских и африканских месторождений, рыночная цена должна — по недавней оценке «Казатомпрома» — составлять примерно $200 за килограмм вместо обычных ныне $100[75]. Размножение устранит дефицит урана, неизбежный при нынешних технологиях, и в то же время позволит извлекать из него куда больше денег — значит, соответственно больше платить добытчикам.
Условия местности
Но столь масштабные проекты предъявляют к месту своего осуществления весьма жёсткие и специфические требования.
Местность нужна изолированная. В идеале — с единственной транспортной магистралью для строительных и эксплуатационных нужд. Все прочие подступы должны легко просматриваться и быть практически непроходимы для людей и техники, доступной частным лицам.
Требуется достаточное расстояние до густонаселённых и/ или экологически уязвимых регионов, чтобы снять всякие опасения даже на случай полного единовременного разрушения нескольких реакторов.
Геологическое устройство должно допускать заглубление реакторов по меньшей мере на несколько сот метров без чрезмерных строительных расходов, дабы предотвратить не только вынос содержимого разрушенных реакторов, но и удар по ним с воздуха. Ещё лучше, чтобы была возможность заглубить реакторы с водяным теплоносителем на 4 км: как отмечено выше, это исключает саму возможность вскипания содержимого активной зоны.
Паротурбинная — основная сейчас — технология преобразования ядерной энергии в электрическую требует интенсивного охлаждения. Оптимальный вариант — водяной — обращает наш взор к ядерному полигону на Новой Земле.
Кроме того, нынешнее глобальное потепление кончится лет через тридцать — согласно известной периодичности не только солнечной активности, но и особенностей геометрии земной орбиты, определяющих нюансы поглощения Землей солнечного излучения. Поэтому сверхмощный источник тепла в Ледовитом океане может показаться полезным для грядущего поддержания проходимости нескольких сложных участков Северного морского пути.
Увы, добираться до Новой Земли тяжело не одним злоумышленникам, а расстояние транспортировки энергии основным потребителям не меньше, чем из центральноазиатских степей, причём прокладывать электромагистрали куда сложнее. И дело не только в транспорте. С техническими сложностями можно было бы управиться. Но куда девать неизбежные экологические истерики скандинавских стран? Особенно Норвегии: основной доход она сейчас получает от экспорта электроэнергии своих ГЭС и природного газа со своего шельфа, так что конкурентов не желает. Достаточно вспомнить вытеснение России со Шпицбергена под напором целенаправленно ужесточаемых экологических фантазий, чтобы понять: спокойно эксплуатировать новоземельский энергокомплекс нам в обозримом будущем не дадут.
С другой стороны, существуют и узлы охлаждения с замкнутым контуром. Правда, их температура несколько выше — соответственно КПД установки ниже. Но разница не так велика, чтобы радикально влиять на рентабельность проекта в целом. А размещать их можно хоть в пустыне.
Вдобавок существуют и перспективные конструкции реакторов, вовсе не нуждающиеся в паросиловом цикле. Например, реактор на быстрых нейтронах с газообразной активной зоной может выдавать раскалённый газ в магнитогидродинамический генератор. Верхняя температура такого цикла столь велика, что рост нижней температуры даже на пару сот градусов мало скажется на КПД. Хотя, конечно, для большей рентабельности желательно всё же использовать выходящий из МГД газ для нагрева паросиловой установки. Газофазные реакторы пока не вышли из экспериментальной стадии — но где, как не на нашем идеальном ядерном полигоне, завершить эксперименты!
Старый полигон
В западносибирских степях России, соответствующих большинству приведенных требований, инфраструктура для серьёзных экспериментов — да и для большого комплекса станций — практически отсутствует. Зато она всё ещё не вполне разрушена по соседству — на ядерном полигоне в Семипалатинске.
Геологическая структура полигона надёжно закупоривает продукты даже мощнейших ядерных взрывов. Это значит: можно внести под землю сколь угодно сложные технические устройства, не опасаясь обвалов и прочих техногенных катастроф. Более того, взрыв одного подземного реактора никак не отразится на работе соседних.
Отработанные — в том числе и оставшиеся от былых взрывов — скважины можно использовать для вечного захоронения долгоживущих активных отходов переработки отработанного ядерного топлива. С полигона же будут вывозиться лишь полезные продукты переработки.
Полигон изначально расположен в экологически безопасном отдалении от большинства значимых местностей. Обезопасить его от террористов несложно: пустынные подходы к нему легко контролируются и на протяжении большей части года трудно проходимы, да и воздушные трассы проходят мимо.
Иные способы использования полигона не предложены до сих пор. И вряд ли будут предложены: местностей, где случались ядерные взрывы, будут бояться ещё долго.
Экономическая сторона проекта может урегулироваться на взаимоприемлемой основе. Энергетический рынок — в отличие от рынка космических запусков — столь остро конкурентен, что произвольное назначение цен на нём невозможно. Поэтому возможно согласование интересов точным расчётом.
Размах необходимой работы столь велик, что требует взаимной уверенности в стабильно хороших межгосударственных отношениях. Казахстан и Россия уже достаточно долго демонстрируют именно такую стабильность, так что начинать работу можно без особого риска. Начавшись же, она сама будет способствовать поддержанию политического и экономического единства.
За морем телушка — полушка
К сожалению, рентабельность зависит не только от масштабов производства. Как видно хотя бы из опыта уже двух газовых войн Украины с остальной Россией, транспортные расходы способны повлиять на экономические показатели проекта ничуть не меньше, чем собственно производственные.
В частности, линии электропередачи к потенциальным потребителям в Западной Европе не только потребуют капиталовложений, сопоставимых с расходами на магистральные газопроводы. Они ещё и преобразуют заметную долю перекачиваемой по ним энергии в тривиальное и никому не нужное тепло. Борьба с законом Ома отнимает заметно больше сил, нежели, к примеру, перекачка газа — хотя и на обслуживание насосных станций на магистральных газопроводах также тратится немалая мощность.
Выход из положения теоретически общеизвестен. Сверхпроводящий кабель вовсе не создаёт сопротивления и не поглощает энергию. Правда, материалы для его изготовления недёшевы — но по сравнению с десятками или даже сотнями ядерных реакторов тысячи километров кабеля почти незаметны.
Увы, сверхпроводимость оплачивается не только ценой кабеля. Куда важнее, что наблюдается она только при сверхнизких температурах. Расходы на охлаждение кабеля нынче — при всём совершенстве современной теплоизоляции — многократно превосходят затраты на прокачку газового потока, сопоставимого по содержащейся в нем мощности.
Впрочем, рецептуры сверхпроводников совершенствуются. Ещё недавно эффект наблюдался только при охлаждении жидким гелием — до 4.2 Кельвина. Открытые около двадцати лет назад керамические материалы сверхпроводимы при температуре жидкого водорода — 21 К. Есть уже и вещества, работоспособные при температуре жидкого азота (80 К) и даже углекислоты (200 К) — но пока слишком хрупкие для надёжного кабеля. Когда проблема решится, сверхпроводящий кабель станет рентабельнее не только газопровода, но и любого другого ныне существующего способа энерготранспорта — ведь каждый лишний десяток градусов увеличивает энергозатраты на охлаждение раза в два.
Правда, каждый шаг по температурной шкале требует изрядных исследований не только новых рецептур, но и новых классов материалов. Как отмечено выше, первый же крупный скачок прогресса потребовал перехода от сплава к керамике. Что потребуется для следующего прорыва — пока неясно.
Так что любой эксперимент в этой сфере должен сопровождаться крупномасштабными теоретическими исследованиями. По счастью, как раз в нашей стране достижения теоретиков на данном направлении громадны. Достаточно напомнить: теорию сверхпроводимости создавали — после первых концептуальных успехов Бардина, Купера и Шриффера — именно отечественные физики Гинзбург, Ландау, Абрикосов и Горьков. Не зря Гинзбург и Абрикосов удостоены Нобелевской премии (Ландау награждён за более ранние достижения). Научная школа исследований по квантовой физике в целом и теории сверхпроводимости в частности у нас всё ещё высоко развита. И можно надеяться: целенаправленная поддержка этой школы способна в обозримом будущем дать принципиально новые результаты с неисчерпаемым выходом в практику.
По академическим меркам затраты на такую поддержку должны быть грандиозны. Но на фоне общего бюджета столь же грандиозного ядерного комплекса они окажутся почти неощутимы.
Вдобавок следует учесть: научная теория никогда не бывает узконаправленной. Наряду с ожидаемыми результатами она всегда приносит и что-то непредвиденное. Причём польза от непредвиденных достижений зачастую многократно превосходит планируемый эффект.
В данном случае главным достижением окажется сам факт развития наук и интеллектуальных технологий. Современное общество прогрессирует тем быстрее и заметнее, чем больше в нём доля интеллекта, создающего новое, и меньше — доля использования уже существующих находок.
Экибастуз
Среди таковых, в частности, технология, опробованная ещё в начале 1980-х годов на Экибастузе. Тамошняя ГРЭС-2 — по сей день одна из крупнейших в Республике Казахстан электростанций. Её уникальная труба высотой 420 метров в своё время вошла в Книгу рекордов Гиннесса.
Пуск первого блока ГРЭС-2 состоялся в декабре 1990-го года, а 22-го декабря 1993-го года запущен второй энергоблок (в его пуске принимал участие президент Нурсултан Абишевич Назарбаев). Одновременно со станцией возведен поселок энергетиков (его назвали Солнечным).