Майбутнє вже настало, але ми цього не помітили і з азартом прагнемо в минуле - Енергоринок - dt.ua

Майбутнє вже настало, але ми цього не помітили і з азартом прагнемо в минуле

19 квітня, 17:49 Роздрукувати Випуск №15, 20 квітня-25 квітня

Для цих реакцій не потрібні уран та інші трансуранові елементи. 

© greenoptimistic.com

У них використовуються хімічні елементи — водень, літій або нікель, запаси яких на Землі практично необмежені, а ціна непорівнянно менша за ціну урану. Йдеться про систему LENR, при використанні якої принципово неможлива ланцюгова реакція, а отже, її канали не можна використати для виробництва ядерної зброї, і вони не створюють бази для терористів усіх мастей.

Відомо, що фундаментом сучасної цивілізації є енергетика, а управління енергоресурсами дає змогу контролювати глобальні світові проблеми. Друга половина ХХ ст. починалася з наївних уявлень про те, що співіснування зароджуваної ядерної енергетики й енергетики на основі викопних вуглеводнів забезпечить потрібний баланс засобів, потреб і перспектив для всього людства. Цю милостиву картину доповнювали яскраві дифірамби, присвячені прийдешньому енергетичному раю на основі майбутніх термоядерних систем, на дослідження яких провідні країни й світові лідери не шкодували десятків мільярдів доларів.

Реальність виявилася більш прозаїчною й приземленою.

Спочатку "Трімайл-Айленд" (США, 1979 р.), потім Чорнобиль (1986 р.) і на довершення "Фукусіма" (Японія, 2011 р.) наочно продемонстрували ілюзорність наївного підходу до повної безпеки традиційних ядерних реакторів і необґрунтованість дитячої впевненості в тому, що глобальні техногенні аварії можливі тільки в технічно відсталих країнах.

Інша проблема, яку всі несподівано усвідомили, пов'язана з поки що ніким не вирішеним завданням безпечного зберігання й утилізації радіоактивних відходів АЕС, які щороку приростають десятками тисяч тонн.

Так само невдало закінчується гарна мрія завдовжки в 60 років про термояд як прообраз майбутнього "Сонця на Землі".

Таке прозріння й пов'язана з ним наступна поляризація світової економіки призвели до того, що в ряді країн, зокрема, у Німеччині та Японії, почалося масове закриття АЕС та інтенсивний розвиток вітряної й сонячної енергетики, які поряд із безсумнівними перевагами мають дуже багато недоліків (низька ефективність, критичність до погоди й сонячної активності, екологічні проблеми при виробництві сонячних панелей тощо) і можуть виконувати лише допоміжну роль.

Слід зазначити, що активний розвиток сонячної енергетики обґрунтований передусім дуже високими стимулюючими "зеленими" тарифами, дія яких не може тривати довго. На другому полюсі перебуває Китай, який продовжує зводити нові АЕС і є світовим лідером у будівництві сонячних електростанцій.

В останнє десятиліття нафтові й газові монополісти постаралися максимально використати ці тенденції та почали активно перебудовувати світ, який буквально здригається при новій нафтогазовій кризі. Сирія, Ірак і Венесуела — наочні ілюстрації таких процесів.

Повною мірою це стосується і України, яка стоїть на своєрідному енергетичному шпагаті: з одного боку, країна хоче одержати хоч малу частку від глобального газового бізнесу, з іншого — страждає від нього як жертва цього ж бізнесу. Тим часом традиційна ядерна енергетика, що забезпечує 50–60% усієї потреби України в електроенергії, сама перебуває в стані критичної невизначеності через те, що 11 з 15 наявних реакторів давно виробили свій плановий ресурс, а решта прийдуть у такий само стан протягом кількох найближчих років. Як довго вони ще працюватимуть, як виводити ці реактори з експлуатації, як потім зберігати ці гранично радіоактивні об'єкти протягом сотень років, що може їх замінити та що робити з десятками тисяч тонн гранично радіоактивних відходів (а у світі їх кількість наближається до 500 тис. т), ніхто не знає.

Немає відповіді й на інше не менш важливе стратегічне запитання: який шлях розвитку енергетики має вибрати Україна?

На тлі цих глобальних проблем мало хто помітив ланцюжок локальних подій, логіка розвитку й результати яких можуть кардинально змінити світовий порядок. Ці події пов'язані з відкриттям принципово нового джерела енергії — ядерних реакцій при низькій енергії (LENR). Одразу слід зазначити, що термін "низька енергія" стосується лише умови здійснення таких реакцій, а сама енергія, яка виділяється при цьому, цілком порівнянна з процесами, що протікають у традиційних ядерних реакціях і непорівнянно (в мільйони разів) більша за енергію, що виділяється при горінні тієї ж кількості стратегічних вуглеводнів, запаси яких вичерпаються через 30–50 років.

Для цих реакцій не потрібні уран та інші трансуранові елементи. Я неодноразово акцентував увагу на цих реакціях, в яких використовуються такі поширені хімічні елементи, як водень, літій або нікель, запаси яких на Землі практично необмежені, а ціна непорівнянно менша за ціну того ж урану. При цьому навіть звичайна (не важка!) вода може бути дуже ефективним паливом для систем на основі таких реакцій. У них, і це принципова відмінність від стандартних ядерних реакцій, ніколи не утворюються радіоактивні відходи й практично немає гамма-випромінювання. Усі канали LENR, які ведуть до таких токсичних ядерних продуктів, виявляються автоматично забороненими, чого ніколи не буває в стандартних ядерних реакціях за участі часток вищої енергії або в термоядерних реакціях! На їхній основі принципово неможлива ланцюгова реакція, а отже, їх не можна використати для виробництва ядерної зброї, і вони не створюють бази для терористів усіх мастей.

Систематичне вивчення цих реакцій розпочалося 30 років тому, у березні 1989 р., з експериментів електрохіміків Флейшмана й Понса, здійснених в університеті штату Юта, а справжній прорив відбувся 11 січня 2011-го, коли італійський учений Андреа Россі в університеті Болоньї продемонстрував перший прототип такого реактора потужністю 10 кВт, що одержав загальну назву "генератор E-cat".

Подібні реакції досліджувалися й раніше, але їхня потужність не перевищувала 1 Вт. Сам А.Россі давно переїхав у США, створив там активно працюючу компанію Leonardo Technologies Inc. (LTI), а потужність генератора, скомпонованого з окремих модулів, досягла 1 МВт. За ці роки було проведено кілька міжнародних експертиз різних типів цього генератора, які підтвердили його дуже високу ефективність. У тестовому режимі він безупинно працював без дозаправки понад рік. Поточна собівартість теплової енергії, одержаної в цьому генераторі, не перевищує 10 коп. (менш як 0,4 цента) за кіловат-годину, а відношення вихідної потужності до потужності, потрібної для управління генератором, дорівнює 60 (це 6000%!).

Нещодавня демонстрація роботи нового (комерційного) різновиду цього генератора E-cat SK відбулася 31 січня 2019 р. Абревіатура SK підкреслює повагу А.Россі до шведського вченого Sven Kullander, з яким він дуже багато спілкувався під час перебування у Швеції при виконанні попередніх тривалих експертиз свого генератора.

Цей генератор являє собою модуль потужністю 22 кВт із розмірами 40х45х93 см, у якому знаходяться вся енергетична начинка, а також система дистанційного управління генератором. Однієї заправки палива (суміші нікелю, літію і водню загальною масою не більш як 20–30 г) вистачає на безперервну роботу генератора протягом року! Температура всередині активного блоку генератора перевищує 1000 градусів, і його можна використовувати як для опалення, так і для виробництва електроенергії за рахунок фотоелементів або традиційним шляхом з допомогою пари й електрогенератора. Це — ідеальний модуль для опалення приватного будинку або іншого окремого об'єкта. Через наближення джерела до споживача зникають дуже великі втрати тепла за рахунок неефективного транспортування теплоносія. Такі модулі легко групуються в потужні джерела, на основі яких можна створити автономні міні-електростанції. Їх можна встановлювати на суднах. У науковому середовищі ведуться розмови про те, що цим активно займається NASA, вивчаючи можливість встановлення таких блоків на космічних об'єктах. У принципі їх застосування можливе й в автомобілях.

А.Россі і його компанія дуже побоюються, що конкуренти розкриють секрет роботи генератора. Він заявив після завершення останньої комерційної демонстрації 31 січня, що продаватиме не самі генератори, а вироблену ними теплову енергію за ціною, яка на 20% нижча за ринкову, що існує в місці, де знаходитиметься кожен конкретний екземпляр генератора. Виходячи з собівартості, легко підрахувати, який прибуток він одержуватиме. З іншого боку, це вигідно й споживачам, які одержують дешеве гарантоване автономне джерело енергії.

Через те ж побоювання розкриття секрету генератора компанія LTI оголосила, що хоча сам генератор і встановлюється в споживача, контроль його роботи здійснюватиметься дистанційно по Інтернету вповноваженою компанією, і це має забезпечити неможливість несанкціонованого розкриття генератора і його секретів. А.Россі також повідомив, що готовий діяти за таким же алгоритмом уже з лютого поточного року (точних даних про поставки обладнання поки що немає), але при цьому наголосив, що поставка генераторів буде можливою тільки для компаній і осіб із бездоганною діловою репутацією.

Знаючи можливості сучасного технічного шпигунства, можна було б тільки посміятися над цими наївними запобіжними заходами, але Россі це передбачив і декларував, що відповідну репутацію повинна мати й країна, куди можуть поставлятися такі генератори.

Цікаве питання про ставлення офіційної науки до цих незвичайних реакцій, які в низці випадків слабко узгоджуються з традиційними уявленнями ядерної фізики. Ці уявлення, за великим рахунком, формувалися відповідно до запитів того легендарного часу, коли головним завданням було створити надпотужні ядерні бомби й гігантські прискорювачі, а основна вимога ідеально відповідала рядку відомої пісні "все выше, и выше, и выше стремим мы полет наших птиц…".

Реакції при малій енергії та низькій температурі тоді були відверто нецікавими й безперспективними, тому вони виявилися фактично недослідженими. Недивно, що більша частина вчених, вихованих на цих уявленнях і на відповідних класичних підручниках, які використовуються й досі, критично налаштовані до сприйняття таких реакцій, вважаючи їх неможливими. Але експерименти й ретельні експертизи повністю їх підтверджують. Фахівці зрозуміють мене, коли я скажу, що співвідношення деяких ізотопів у відпрацьованому паливі в процесі такої реакції змінюється в сотні разів відносно вихідного палива, і це однозначно відповідає виробленій енергії.

Трохи про теоретичну основу цього ефекту. Щоб його описати й розуміти, слід використати, крім традиційних понять ядерної фізики, також параметри, характерні для інших галузей науки, зокрема, для радіофізики й фізики хвильових процесів. У традиційній ядерній фізиці такі параметри зазвичай майже не використовуються. Невипадково комплексний аналіз таких процесів успішно проводиться саме в університетах, де природною є комбінація найрізноманітніших галузей науки. У нашій науковій групі в Київському університеті імені Т.Шевченка такими процесами займаються 30 років, за матеріалами досліджень опубліковано кілька монографій і понад 30 статей (майже всі — за кордоном), а мене щороку запрошують на міжнародні конференції по цій тематиці до провідних наукових центрів США, Японії та Європи. Наприклад, на конференції з низькотемпературного ядерного синтезу, яка проходила минулого літа в університеті в Колорадо (США), мене попросили зробити три пленарні доповіді, тоді як для більшості учасників навіть із найпрестижніших світових наукових центрів і одна така доповідь є великим досягненням, що свідчить про високий рівень досліджень.

Цікаво зазначити, що в самого А.Россі та його науково-технічної команди немає обґрунтованої адекватної теорії реалізованих ними дивовижних процесів, а всіх видатних експериментальних результатів він і його співробітники досягли на емпіричному (дослідному) рівні. Він, поза сумнівом, видатний науковий менеджер із дуже великими фінансовими можливостями, за рахунок яких може залучати висококваліфікованих учених із різних університетів США для роботи над своїм творінням.

У нас інша ситуація. Ми повністю розуміємо й розраховуємо механізм цих процесів, а також методи їх оптимізації, але через очевидні матеріальні й фінансові проблеми України поки що не можемо реалізувати таку ж (або ліпшу) систему, оскільки для цього потрібно провести низку попередніх досить витратних досліджень. У рамках університету це зробити дуже складно з урахуванням реального фінансування науки й надмірної бюрократизації цього процесу.

Ми неодноразово обговорювали ці проблеми й можливість кооперації для реалізації поставленої мети зі своїми колегами з київського Інституту ядерних досліджень, але й у них ситуація не ліпша за нашу (якщо не гірша через систематичне недофінансування).

Далі виникає низка цікавих і важливих запитань: яким шляхом Україна має рухатися далі, як вона вирішуватиме енергетичну проблему в найближчому майбутньому? Звичайно, можна й далі спалювати мільйони тонн вугілля й мільярди кубометрів газу, підкріплюючи це новими тарифами на кшталт "Роттердам+". Можна будувати нові реактори й закуповувати для них за кордоном ядерне паливо, не вирішивши, що ж робити зі старими реакторами й десятками тисяч тонн їхніх високоактивних відходів.

З іншого боку, можна переходити на нову, наближену до споживача безпечну енергетику, для якої в Україні є все як для виробництва, так і для експлуатації. Звичайно, при цьому мільярдерів у країні буде менше, але жити, очевидно, стане і краще, і веселіше. Ця ж дилема постане скоро й перед усім світом.

Настав час вирішувати, куди ми підемо.

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
Останній Перший Популярні Усього коментарів: 6
Випуск №19, 25 травня-31 травня Архів номерів | Зміст номеру < >
Вам також буде цікаво