Проблемы и трудности энергетики
Ресурсы органического и ядерного топлива.
В настоящее время ежегодно расходуемая всеми странами мира энергия (полученная из всех доступных источников) составляет 0,1% в отношении возможных для использования запасов угля, природного газа и нефти, вместе взятых.
Но ведь потребление всех видов энергетических ресурсов быстро растет. Что же будет дальше?
Чтобы ответить на этот вопрос, надо представить себе, каковы ресурсы органического топлива (угля, природного газа, нефти) на Земле. Они разделяются на общие и извлекаемые. Практически невозможно добыть и использовать все 100% топлива, имеющегося в данном месторождении. Коэффициент извлечения зависит от вида топлива, характера месторождения и техники добычи: для нефти — в пределах 0,3—0,4, для природного газа — 0,5—0,8, для угля — 0,25—0,5. Такое низкое значение коэффициента извлечения для угля принимается потому, что среди его месторождений имеется много тонких пластов, лежащих глубоко под уровнем земли. Специалисты оценивают имеющиеся извлекаемые ресурсы органического топлива Земли (угля, нефти и природного газа, вместе взятых) величиной 4 • 1012 тут, т. е. 4000 млрд. условного топлива.
Много это или мало?
В 1980 г. потребление всех видов энергетических ресурсов всеми странами мира составило примерно 10 млрд. тут. Что касается прогнозов на будущее, то эксперты полагают, что потребление всех видов энергетических ресурсов на Земле в 2000 г. составит около 20 млрд. тут. Если принять эту цифру, то запасов только органического топлива человечеству хватило бы еще на 200 лет. Правда, при этом мы не учитываем быстро развивающуюся атомную энергетику с ее запасами ядерного горючего, гидроэнергетические, а также другие источники энергии (Солнца, тепла глубинных слоев Земли и др.).
Каковы же ресурсы ядерного горючего, в какой мере эти ресурсы могут повлиять на обеспечение человечества энергией?
Поскольку торий пока не нашел практического применения в энергетике, мы будем говорить только о ресурсах урана (хотя многие специалисты считают, что тория на Земле больше).
Уран широко распространен на Земле. Но концентрация, в которых он встречается в граните и других породах, а также в морской воде, очень невелика. Чем меньше содержание добываемого вещества в руде, тем, конечно, дороже получать это вещество. Поэтому, рассматривая вопрос о ресурсах урана, обычно выбирают допустимую цену за 1 кг природного металлического урана (следовательно, состав 235U — 0,7% и 238U — 99,3%) и рассчитывают, естественно весьма ориентировочно, какое количество природного урана может быть добыто при этой цене. Такие расчеты сделаны специалистами США.
Таблица 2
Из табл. 2 видно, что ресурсы извлекаемого ядерного топлива, даже без учета тория, очень велики. Если даже ограничить цену 1 кг добываемого природного урана 200 дол. и использовать только реакторы на тепловых нейтронах, то ресурсы природного урана примерно равны извлекаемым ресурсам органического топлива, т. е. угля, газа, нефти, вместе взятых. Если же принять максимально допустимую цену за 1 кг природного урана равной 500 дол. и считать, что будут использоваться реакторы на быстрых нейтронах, то извлекаемые ресурсы природного урана оказываются в 1000 раз больше извлекаемых запасов органического топлива.
Интересно отметить, что цена ядерного горючего в пересчете на тонну условного топлива очень сильно зависит от того, для какого типа реактора предназначается добытый уран. При цене 1 кг природного урана 200 дол. цена ядерного горючего, отнесенная к тонне условного топлива (тут), для реактора на тепловых нейтронах будет в пределах 10 руб./тут, а для реактора на быстрых нейтронах — всего лишь 10 коп./тут. При цене 1 кг природного урана 500 дол. соответствующие цифры будут равны: 25 руб./тут и 25 коп./тут. Отсюда следует, что ресурсы ядерного горючего огромны.
Какие же выводы можно сделать? Можно констатировать, что ресурсы органического и ядерного топлива очень велики и человечеству не придется столкнуться с энергетическим голодом, влекущим якобы за собой крушение цивилизации. Тем более что наука непрерывно ищет и находит новые возможности для развития материальной основы общества и его процветания.
В чем же тогда причины возникновения современного энергетического кризиса? Органическое топливо, а также ядерное топливо — невозобновляемые источники энергии. Но пока потребление энергии было не так уж велико, об их невозобновляемости особенно не вспоминали. Теперь же потребление энергии стало заметной величиной на фоне ресурсов органического топлива. Особенно остро стоит вопрос с нефтью.
Быстрое развитие автомобильного транспорта и авиации, использующих в качестве топлива практически только продукты нефтепереработки (бензин, дизельное топливо, керосин), привело к большому увеличению потребления нефти. В 1970 г. доля нефти и газа в потреблении органического топлива поднялась почти до 70%, хотя в ресурсах органического топлива нефть и газ, вместе взятые, составляют менее 20%. Тут было о чем подумать. Повышение мировых цен на нефть, а также неравномерное распределение ее запасов между странами мира еще более подчеркивали незакономерность столь гипертрофированно высокого потребления нефти по сравнению с другими источниками энергии.
Поэтому необходимо: повысить удельный вес ядерного топлива и угля в энергетическом балансе, что позволит снизить процент потребления нефти; разработать и широко использовать высокоэкономичные процессы получения искусственного жидкого топлива из угля, так как имеются такие потребители энергии, которые используют только высококачественное жидкое топливо (бензин, керосин, дизельное топливо), и в настоящее время трудно сказать, когда удастся перевести хотя бы некоторые из них на другие источники энергии; разработать высокоэффективные методы использования так называемых возобновляемых источников энергии, таких, как солнечная энергия, гидроэнергия, энергия ветра, приливов, морских волн, тепло глубинных слоев Земли, и широко их использовать; всемерно экономить энергетические ресурсы (между прочим, это непосредственно касается всех читателей книги).
