Цена вопроса
Замдиректора проектного центра по энергопереходу и ESG Сколтеха Ирина Гайда о перспективах термоядерной энергетики
Все индустриальные революции в мире происходили при переходе к использованию энергии c более высокой плотностью. Переход от сжигания дров к ископаемому топливу дал увеличение энергетической плотности в тысячу раз. Этот рывок позволил создать автомобили, авиаперелеты, тяжелую промышленность и полеты в космос. В 1950-х годах человечество открыло еще более концентрированный источник энергии — атомную генерацию. Масштабное строительство АЭС ускорило индустриализацию и развитие промышленности целого ряда стран.
Ирина Гайда
Фото: пресс-служба Сколтеха
Сейчас перед человечеством опять остро встает вопрос поиска безуглеродных, стабильных и мощных источников энергии. Под все эти критерии попадает термоядерный синтез, дающий в четыре раза больше энергии, чем реакция деления ядра атома урана-235 в АЭС. Термоядерный реактор имеет множество преимуществ: отсутствие выбросов парниковых газов, высокорадиоактивных отходов, а также рисков расплавления активной зоны в результате цепной реакции.
Когда же можно ожидать появления термоядерных реакторов? Как и нефть, которая «заканчивается на горизонте 20 лет» уже более полувека, обещания «создания управляемого термоядерного синтеза на горизонте 20–30 лет» звучат примерно с 1950-х годов.
Но за последние пару десятилетий произошли серьезные изменения. Китай выделил термоядерную энергетику в качестве одного из приоритетов в вопросе энергобезопасности, став мировым лидером по числу патентов в области термоядерного синтеза. КНР намерена построить промышленный прототип реактора к 2035 году, а начать коммерческую эксплуатацию к 2050 году.
В гонке участвуют ЕС, Германия, Индия, Япония, Южная Корея. Продолжают инвестировать в термоядерные технологии Россия и США.
Крупнейший токамак в мире, строящийся в рамках международного проекта ITER, готов уже на 75%.
В сектор термоядерного синтеза стал активно приходить частный капитал — более 40 стартапов из разных стран поддерживаются венчурными и корпоративными инвесторами, филантропами. Это может ускорить доработку и внедрение технологий, ведь стартапы не связаны бюрократическими процедурами.
Другой вопрос: сколько еще есть времени на разработки? В отчете Межправительственной группы экспертов по изменению климата в резолюции Международной климатической конференции ближайшие десять лет обозначены как «решающая декада» для удержания глобального потепления в рамках двух, а лучше полутора градусов, закрепленных в Парижском соглашении. Учитывая технологические вызовы, стоящие перед создателями управляемого термоядерного синтеза, есть сомнения, что технология сможет стать «серебряной пулей» энергоперехода в эту решающую декаду.
Но и останавливать научные исследования нельзя. Во-первых, пока нет признаков замедления роста спроса на энергию. К 2050 году прогнозируется удвоение потребности по сравнению с 2020 годом. Во-вторых, за счет солнечных и ветряных электростанций вряд ли удастся закрыть весь спрос.
Потенциал ВИЭ ограничен необходимостью развития электросетей и систем резервирования, выделением огромного количества земли и дефицитных минеральных ресурсов. И атомная энергетика не сможет справиться со всеми задачами. Нужны решения для декарбонизации тяжелой промышленности, новых отраслей и ликвидации накопленного экологического вреда.