Знову запізнюємося, панове! - Технології - dt.ua

Знову запізнюємося, панове!

30 жовтня, 2015, 00:00 Роздрукувати Випуск №41, 30 жовтня-6 листопада

Витрати на створення вітчизняної технології генерації дешевої енергії, яка не потребує сонця, вітру, урану чи вуглеводородів, менше, ніж витрати на "гречку" на виборах одного народного депутата

 

Проблема енергетичної незалежності — воістину ахіллесова п'ята України. Є всі підстави вважати, що ця проблема не втратить гостроти і в майбутньому. 

Немає сенсу повторювати відомі дані про падіння видобутку вугілля та власного газу (особливо у світлі останніх геополітичних катаклізмів), а ось про перспективи ядерної енергетики, ситуація з якою стає дедалі напруженішою, годиться сказати кілька слів. Річ у тому, що саме АЕС зараз, без перебільшення, рятують енергетику України. Хоча планові потужності 15 блоків (реакторів) АЕС становлять близько 25% від потенціалу всього енергетичного сектора, але наразі вони дають понад 50% усієї електроенергії країни. Важко навіть уявити, що було б з Україною, якби свого часу цих реакторів не побудували. На жаль, зараз час у цьому питанні працює проти нас. Кожен із таких блоків — дуже складний комплекс, що базується на радіаційно-небезпечній технології. Під впливом нейтронних потоків відбувається поступова й необоротна деградація всіх компонентів активної зони реактора, плановий термін роботи якого обмежений 30 роками. Цей термін уже випрацювали 6 блоків, а в найближчі два роки їх кількість збільшиться до 9. Тільки два блоки працюють менше 10 років. Звісно, можна провести ще одну експертизу, щось додати за межами самого реактора, підфарбувати, замінити кілька кабелів і підписати акт про те, що чергова комісія дозволяє продовжити термін експлуатації на кілька років чергового "блоку-пенсіонера". Але такі процедури добрі в міру, і ними не можна зловживати. Сумний власний досвід Чорнобиля та не менш повчальний досвід Фукусіми, з наслідками якого вже кілька років не може впоратися Японія, свідчать, що поза страуса й надії на "либонь" — не найкращий метод вирішення проблем ядерної енергетики. Загальні втрати Японії, викликані аварією на АЕС Фукусіма-1 у березні 2011 р., яка була пов'язана з цунамі й призвела до відмови системи охолодження трьох реакторів, розплавлення активної зони, утворення та вибуху водню, вже перевищили 100 млрд дол.! До речі, ці енергоблоки були введені в експлуатацію в 1971—1976 рр. і є аналогами наших "ветеранів" (ВВЕР).

Зазначимо також, що навіть після остаточної зупинки реактора витрати на його обслуговування та забезпечення безпеки обчислюватимуться мільйонами доларів щорічно. Така плата за "дешеву" атомну електроенергію. До цього потрібно додати високу вартість зберігання та відповідного професійного контролю впродовж сотень років понад тисячі тонн високоактивних відходів, напрацьованих на кожному реакторі за плановий термін експлуатації. Слід нагадати, що "братня" Росія після вилучення у відпрацьованих ТВЕЛах дорогого урану-235 (а його після двох-трьох років експлуатації в найпоширеніших в Україні реакторах ВВЕР-1000 залишається там не менше 70%) і ще дорожчого плутонію повертає нам гранично активні, але вже нічого не варті відходи на постійне зберігання. Фактично, цей самий уже проданий одного разу уран можна повторно продавати нам ще кілька разів у вигляді нових ТВЕЛів. І це при тому, що зазначений уран до збагачення, дуже ймовірно, був видобутий у нас же на Кіровоградщині! Воістину, в цій циркуляції урану міститься якийсь прихований сенс!

Крім того, на кожному реакторі є багато сотень тонн високоактивної води, відходи середньої активності та багато іншого. І все це потрібно дуже довго зберігати і ретельно контролювати, не допускаючи ані найменшої помилки, щоб запобігти можливості теплового саморозігріву відходів та подальшого вибуху або радіаційного зараження. Про концепцію "зеленої галявини", яка в ідеалі, як планувалося на світанку ядерної ери, має залишатися після демонтажу кожного ядерного блоку, у світі вже ніхто не згадує.

Потрібні рішення зовсім іншого плану. На жаль, нам навряд чи вдасться піти шляхом ФРН, яка послідовно закриває свої АЕС і вирішує проблему енергозабезпечення як за рахунок теплових станцій на власному бурому вугіллі (на перехідний період), так і з допомогою максимально інтенсивного розвитку вітрової та сонячної енергетики, яка до 2050 року має забезпечувати від 50 до 80% усієї виробленої електроенергії. Такий кардинальний поворот потребує надзвичайно великих витрат і, природно, дуже високої плати населення за електроенергію (у 2014 р. вона була в 17 разів (!) вища, ніж в Україні). Слід також узяти до уваги, що собівартість виробництва енергії на основі методів відновлюваної енергетики удвічі-втричі вища, ніж традиційних методів за рахунок вуглеводнів і атомного палива, технологія виробництва фотоелементів різко підвищує екологічну небезпеку, а природні добові та сезонні зміни сонячної й вітрової генерації потребують вирішення дуже складних завдань акумуляції енергії в моменти спаду її виробництва та в моменти пікового навантаження.

Очевидно, Україні потрібні оперативні рішення, які дозволяють швидко вирішувати завдання енергозабезпечення без титанічних зусиль, без надзатрат і з урахуванням забезпечення екологічної та економічної безпеки, а також очевидного зубожіння населення. Чи є взагалі такі чарівні методи і системи для їх реалізації?

Є всі підстави вважати, що такі системи (точніше — прилади) вже існують. Це так звані генератори Россі, або, інакше, системи E-cat (каталізатор енергії), принцип роботи яких базується на безпечних ядерних реакціях при низькій енергії (НЕЯР або LENR). Про ці генератори, що з'явилися 2011 р., в DT.UA було дві публікації.

У цих публікаціях розглядалася передісторія відкриття феномена НЕЯР і ряд принципових відмінностей систем на їхній основі від традиційних ядерних реакторів розщеплення важких ізотопів. У них не використовуються уран або інші радіоактивні матеріали, не потрібні дейтерій і тритій, немає обмежень за критичною масою (тому їх можна робити як завгодно малими і розміщувати навіть в окремих будинках або квартирах), немає небезпеки неконтрольованих ланцюгових ядерних реакцій, зовсім не утворюються радіоактивні відходи, немає загроз, пов'язаних із "ядерним тероризмом", немає небезпеки (і можливості) для монопольного диктату виробників палива, і втрачає смисл фраза "а коли що — відключимо газ або не поставимо ТВЕЛи", і є ще багато інших різних "не" стосовно проблем, які регулярно проявляються у традиційній ядерній енергетиці. 

У цих пристроях як паливо можуть використовуватися найпоширеніші й недорогі елементи (наприклад, нікель, літій, звичайний водень, а також інші металогідриди), а вартість виробленої теплової енергії, за даними розробників і з урахуванням численних експериментів, навіть при початковій і далекій від досконалості конструкції, не перевищує одного цента за кіловат/годину, що в десятки разів дешевше, ніж середня вартість виробництва енергії у країнах Європи, і значно дешевше, ніж нині (до чергового подорожчання) в Україні, де вартість електроенергії найнижча в Європі. До речі, питома потужність виробництва енергії в цих генераторах дорівнює 2–3 кВт на 1 грам активного середовища, що в 200—500 разів більше, ніж у "стандартному" ядерному реакторі! 

Багаторазові публічні демонстрації цього генератора в Італії (2011 р.) і Швейцарії (2012 р. і 2014 р.), а також багатомісячна й багатократна експертиза у США підтвердили ефективність та надійність такого методу одержання енергії. 

Однак не все так гладко в "данському королівстві". Природно, проти цього альтернативного методу виробництва енергії з допомогою НЕЯР дуже активно виступають нафтові та газові компанії, з якими солідаризується "термоядерна" наука, представники якої вже 60 років обіцяють енергетичний рай від чергового покоління токамаків і не хочуть конкурентів. Не в останню чергу через такий пресинг Андреа Россі
2013 р. переїхав із Італії до США, де йому були запропоновані практично необмежені ресурси та державна підтримка в розвитку всіх різновидів технології E-cat. Там з його участю було створено спеціалізовану компанію Leonardo Technologies Inc і центр Industrial Heat facility. Згодом до прямого фінансування цих досліджень, крім великих федеральних замовлень від NASA та NEVY, підключилася компанія Cherokee Investment Partners, яка вже вклала понад 10 млн дол. Останнім часом до цього ж консорціуму ввійшла компанія Woodford Investment Management з Великобританії. 

Підтримка цих досліджень у США і в усьому світі особливо посилилася після переконливих результатів незалежної публічної експертизи цього генератора, яку було проведено впродовж 32 діб на початку 2014 р. в Лугано (Швейцарія). З масою палива 1 грам за цей час було вироблено 1600 кВт·год теплової енергії при безперервно генеруючій потужності понад 3 кВт. Уперше було переконливо доведено (хоча в цьому ніхто й не сумнівався) ядерну природу масового виробництва енергії, про що свідчила дуже значна зміна ізотопного складу палива при повній відсутності радіоактивності у продуктах реакції. Раніше ядерна фізика не знала такого поєднання, і воно здавалося абсолютно протиприродним. Понад те, сам перебіг ядерних реакцій при низькій енергії (при температурі від 300 до 1200 градусів, що дуже мало, порівняно з потрібною для "термояду" температурою 100 млн градусів) дуже важко зрозуміти з позиції традиційних уявлень ядерної фізики. Це також, на психологічному рівні, гальмувало сприйняття зазначених результатів фахівцями.

З цього моменту легендарний фонд Рокфеллері оголосив про продаж своїх нафтогазових активів і намір вкласти вивільнені кошти в екологічну чисту енергетику. Експертиза в Лугано також сприяла передачі у квітні 2014 р. ліцензії на виробництво цих генераторів у Китай (Тянцзин, Nickel-Hydrogen Research Center), де триває активна підготовча робота до їх випуску. 

Наприкінці 2014 р. відбулася ще одна, на перший погляд малозначна, подія, яка різко змінила ситуацію у світі навколо E-cat. Річ у тому, що Россі, як і належить будь-якому бізнесмену від науки (а він і не приховує, що випуск та масовий продаж цих генераторів — його головна мета), засекречував точний склад палива й натякав, що там є деякі секретні добавки, які й забезпечують його роботу. І навіть після публікації докладного звіту про експертизу в Лугано з наданням даних про склад палива більшість фізиків вважали, що в системі E-cat є певні хитрощі, без яких генератор не працюватиме. 

Ситуацію кардинально змінив О.Пархомов, досвідчений експериментатор із НДІ ядерної фізики МДУ. Він у себе вдома на кухні (!) створив аналог генератора Россі, який випробували в Лугано, і наприкінці грудня 2014 р. успішно запустив його, обмежившись мінімумом приладів та вимірювальних систем при відношенні вихідної потужності (близько 880 Вт) до витрат на керування на рівні 240%. Але це не був примітивний "експеримент на колінах", це було справжнє дослідження, що включало весь комплекс теплових і радіаційних вимірювань. У цих експериментах основний результат Россі був підтверджений, — система виробляла набагато більше енергії, ніж споживала, а продукти реакції завжди залишалися стабільними (без утворення радіоактивності). Після кількох пробних спроб йому вдалося забезпечити стабільну роботу генератора протягом трьох діб, що він згодом неодноразово повторював, збільшивши цей час до п'яти діб. Слід зазначити, що цей термін роботи був пов'язаний тільки з необхідністю реалізації певних режимів керування електричними параметрами і жодним чином не обмежує максимального терміну безперервної експлуатації, який при одній заправці паливом (0,7 г нікель-літій-водневої суміші) може досягати одного року.

Це була подія, яка, безперечно, ввійде в усі підручники! Усі зрозуміли, що не святі горшки ліплять і що, доклавши певних зусиль, маючи певну кваліфікацію, це можна зробити у звичайній нормально обладнаній лабораторії. На 19 Міжнародній конференції щодо ядерних процесів при низькій енергії ICCF19, яка у квітні 2015 р. дуже успішно пройшла в Падуї (Італія), доповідь Пархомова викликала загальний ажіотаж. До речі, на цій конференції, де я теж робив доповідь із обґрунтування механізму таких реакцій, уперше були присутні деякі члени уряду Італії та інших країн (зокрема, міністр енергетики Бразилії), а також було дуже багато представників дуже різних компаній, які зацікавлені в цих технологіях. У конференції брало участь понад 500 делегатів (раніше на такі заходи їх ніколи не прибувало більше 100—150). 

Після цього в усьому світі розпочався буквальний ажіотаж із боку як окремих лабораторій, так і цілих країн. Результати Россі у спрощеній інтерпретації Пархомова повторили багато наукових груп у США, Італії, Японії, Індії, Китаї (який раніше купив у Россі ліцензію на інший, більш низькотемпературний "побутовий" прототип E-cat), Швеції та інших країнах. 

Про реакцію можна судити з того, що уряд Японії в липні 2015 р. виділив через фонд New Energy and Industrial Technology Development Organization на ці дослідження до кінця 2015 р. 27 млн дол. (в еквіваленті). У Франції міжнародний концерн Airbus відразу ж створив і субсидіює компанію LENR-Citi для використання пристроїв на основі НЕЯР в авіації, суднобудуванні та автомобілебудуванні. У середині жовтня 2015 р. Airbus представив попередні результати своїх досліджень на конференції з НЕЯР у Тулузі. У США, де такі дослідження в лабораторіях NASA, NEVY (Сан-Дієго) і SRI (Стенфорд) не припинялися навіть після їх офіційної заборони на початку 1990-х років і підтримувалися спеціальними фондами, аналогічними дослідженнями зараз, крім перелічених центрів, займаються десятки університетів. Наприклад, із цією метою в університеті Міссурі оперативно створено спеціалізований науковий центр SKINR. Зазначимо, що багато цих наукових центрів працюють у тісній кооперації з корпорацією Leonardo Technologies Inc, створеною з участю Россі. Сам Россі сповнений оптимізму. У своєму інтерв'ю виданню "The Huffington Post" 6 жовтня 2015 р. 17 вересня 2015рвін заявив, що його корпорація вже має попередні замовлення на виготовлення 600 тис. генераторів різної потужності на суму 3 млрд дол. з Європи, США та інших частин світу і в березні 2016 р. він планує розпочати комерційний випуск своїх генераторів (включно з великими модулями потужністю 1 мВт. 

У середині жовтня наукова група з Казахстану (Інститут ядерної фізики) представила результати своїх досліджень і повідомила, що вони підтвердили результати Россі і також отримали позитивний вихід енергії в аналогічних пристроях.

У Росії, де ці дослідження альтернативної енергетики з очевидних причин завжди були під забороною, недавно створена й перебуває на стадії затвердження на державному рівні дуже амбіційна "Російська інвестиційна програма дослідження НЕЯР" з обґрунтуванням короткочасних і довгострокових досліджень і впровадження на 5, 15 і 30 років. Повномасштабні офіційні (не на кухні!) дослідження НЕЯР у рамках цієї програми вже розпочаті в таких відомих наукових центрах, як Інститут загальної фізики РАН ім. Прохорова та Всеросійський науково-дослідний інститут із експлуатації атомних електростанцій, а також у ряді університетів. Ще рік тому це було б абсолютно неможливо, оскільки за такою "крамолою" стежила "Комісія щодо лженауки" РАН. Очевидно, і там зрозуміли, що сидіти на газовій і нафтовій трубах не дуже надійно. 

Ще один аргумент, який підштовхує Росію до такої діяльності, пов'язаний із обґрунтованим припущенням, що ціна на нафту (отже, й на газ) стала безперервно падати з жовтня 2014 р., коли після ретельної обробки було опубліковано результати експертизи в Лугано і федеральні органи США, а також уряди Китаю, Японії та інших країн отримали достовірне підтвердження ядерного характеру роботи E-cat і науково обґрунтованої реальності та дуже великої перспективи цих процесів. 

Доцільно повністю процитувати перелік завдань, які ставить ця програма: скоординувати дослідження в різних організаціях; повторити успішні експерименти з НЕЯР; розвинути експериментальну й теоретичну базу; підготувати школу спеціалістів із теми НЕЯР; розробити зразки-прототипи майбутніх установок; запустити процес первинної підготовки фахівців: бакалаврів, магістрів, аспірантів; розробити середньострокову (15 років) і довгострокову (30 років) програми фундаментальних досліджень та дослідно-конструкторських інженерних розробок; організувати щорічні конференції з обміну знаннями в сфері НЕЯР; прискорити впровадження НЕЯР-технології у промислову практику. 

Тут нічого додати — це чудові завдання для навчання, для науки і для виробництва!

Як бачимо, весь світ бере участь у цій енергетичній революції. А що ж в Україні? Коротка відповідь — чекаємо! Тільки незрозуміло, чого (може поставок E-cat з Китаю чи США?). Очевидно, чиновники вирішили, що краще доповідати електоратові про знижку на закуплений газ на 10 доларів на кілька найближчих місяців (що теж незле), без жодного аналізу подальшої перспективи, ніж вирішувати проблему справжньої енергетичної незалежності. А швидше за все, у низці чергових виборів ніхто про перспективу й не думає. Діємо за принципом — нам би ніч простояти та день протриматися. З іншого боку, очевидно, що успіх держави Україна може бути досягнутий тільки за рахунок використання випереджувальних технологій. Звісно, можна це фактично ігнорувати, залишатися на старій технологічній базі XIX і XX ст., у кращому разі — копіюючи із запізненням (а частіше — купуючи) те, що зробили інші, і вкотре покладаючись сподіватися на "либонь". Навряд чи це розумний шлях, беручи до уваги, що в теоретичному плані, у розумінні фізичних процесів у НЕЯР і технологічних процесів у генераторі E-cat ми перебуваємо на передньому фронті й знаємо, як створити такий генератор і навіть як багатократно збільшити ефективність його роботи, порівняно з результатами Россі. У Київському університеті ім. Т.Шевченка такі дослідження ведуться понад 30 років, вони частково запатентовані, їх результати опубліковані в авторитетних ядерно-фізичних виданнях і визнані в усьому світі, нас запрошують на всі наукові конференції. Але без достатнього зовнішнього фінансування ці дослідження неможливо довести до практичної реалізації і, тим більше, до реального впровадження. Зусилля інших нечисленних ентузіастів (Є.Андрєєв в Інституті фізики НАНУ, В. Дубинко в ХФТІ і А.Хрищанович у лабораторії ТЕТ у Запоріжжі) обмежені тими ж таки фінансовими проблемами. 

Час розмов минув, потрібні реальні дії. 

Ми повідомляємо тільки дійсно важливі новини. Долучайся до Telegram-каналу DT.UA
Помітили помилку?
Будь ласка, позначте її мишкою і натисніть Ctrl+Enter
Додати коментар
Залишилось символів: 2000
Авторизуйтеся, щоб мати можливість коментувати матеріали
Усього коментарів: 0
Випуск №30, 17 серпня-23 серпня Архів номерів | Зміст номеру < >
Вам також буде цікаво