Как ни крути, а альтернативная «зеленая» энергетика при всей ее полезности, не сможет адекватно заменить старое доброе, но крайне вредное для природы углеводородное сырье – нефть, газ и уголь. Тем более в условиях постоянного роста населения Земли и потребления электроэнергии. Но выход есть, и о нем написал популярный блогер Александр Розов:
«Почти весь XX век человечество жило в мире нефтяного барреля.
При обобщении на все минеральные углеводородные топлива, включая природный газ применяется единица BOE: barrel of oil equivalent.
Нефтяной баррель - 158 литров горючей жидкости с плотностью 750 - 900 граммов на литр.
BOE - это его энергетический эквивалент при сгорании: от 5500 до 6000 МДж энергии.
Или примерно 1600 кВт*ч. Из него можно получить на ТЭС примерно 500 кВт*ч электроэнергии.
Нефтяной баррель (точнее BOE) имеет себестоимость от 10 до 50 долларов, а на мировой бирже продается в настоящее время примерно за 60 долларов (впрочем - с колебаниями почти вдвое за два десятилетия).
Отсюда сырьевая себестоимость кВт*ч электроэнергии примерно 0.12 долларов.
Может показаться, что вся экономика современного мира состоит из двух чисел: 7.7 миллиарда людей.
73 миллиарда BOE в год.
Но в XXI веке добавилась третье число.
3500 миллиардов кубометров (3500 кубических километров) пресной воды в год.
...Пауза. Число кажется огромным, но на самом деле...
...Это примерно 450 кубометров на человека в год, или 1.23 кубометра в день.
Если учитывать, что 92% воды тратится на аграрные цели (выращивание пищи), то число получается весьма скромным. И неудивительно, что полтора миллиарда людей испытывают острую нехватку пресной воды.
С другой стороны - в мире более,чем достаточно соленой воды. Объем мирового океана - 1380 миллионов кубических километров. Годовое потребление человечества составляет менее 3 миллионных долей, причем вся потребленная вода возвращается назад в мировой океан.
Остается вопрос: как превращать соленую воду в пресную? Простейший путь: дистилляция.
И тут мы приходим к переводу нефтяных баррелей в водяные кубометры. Это будет страшно.
1 кубометр дистиллированной воды энергетически соответствует 2500 МДж, около 0.44 BOE.
Дефицит пресной воды сейчас около 600 миллиардов кубометров в год.
Пересчитываем в энергию, и получаем: 264 миллиарда BOE.
Итак: чтобы ликвидировать водный дефицит надо тратить не 73, а 337 миллиардов BOE в год.
Производство энергии должно вырасти в 4.6 раза.
Для полноты картины добавим:
- Население Земли растет, и к 2050-му составит согласно прогнозам 9.7 миллиарда.
- Естественный приток пресной воды не увеличится (природе безразличны наши проблемы).
- Уровень жизни, а значит и потребление воды растет опережающими темпами именно в водно-дефицитных странах с высокой численностью и скоростью размножения (Индия, например).
- В этом году мы имеем готовый пример, того что получится: в индийском городе Ченнаи (бывший Мадрас) с населением 9 миллионов человек, просто закончилась вода. Точка. Апокалипсис online, модель того, что будет на планете к 2050-му в масштабе 1:1000.000.
Что тут можно сделать?
Переходить на "зеленую энергетику"? Это даже не смешно. Возможности "зеленой" энергетики составляют лишь несколько процентов от развитой нефтяной (углеводородной).
Экономить воду? Это путь в никуда. См. выше - 92% воды тратится на выращивание пищи для тех самых миллиардов людей.
Переходить на атомную энергию? Да, это выход, но что делать с массовыми протестами, с нуклеофобией и радиофобией, с ростом влияния "зеленых" в парламентах именно тех развитых стран, от которых зависит потенциальный рост ядерной энергетики?
Вариант, приводимый ниже (оффшорная атомно-водородной энергетика) является лишь очень приближенным эскизом, но хоть как-то отвечает на поставленный вопрос.
Начнем с простого. С обеспеченности ядерным топливом.
Не вдаваясь в детали сухопутных месторождений урана и тория, отметим:
В океанской воде содержится уран в количестве 3.2 миллиграмма на кубометр.
Или: 3.2 тонны на кубический километр.
Задача сорбции и концентрирования морского урана - на лабораторном уровне решена уже, как минимум, двумя способами: ионообменные сорбенты и бактериальное (биотехнологическое) концентрирование.
Энергосодержание урана (в полном цикле): 80 миллионов МДж на килограмм.
Или около 15000 BAE (т.е. эквивалента баррелей нефти), или 15 миллионов BAE на тонну.
Нам нужно дополнительно 264 миллиарда BOE?
ОК, это 17.600 тонн урана, они содержатся в 5500 кубических километрах морской воды.
Кстати: при такой добыче в обозримом будущем количество урана в океане не уменьшится - он поступает в океан из литосферы, в ходе медленного растворения и вымывания.
Сколько его в литосфере - точно неизвестно, но примерная оценка: 0,00027 % массы Земли.
Ладно, допустим технически вопрос решаемый. Но что делать с "зелеными" которые противятся ядерной энергетике независимо от сухопутных или океанских источников ядерного топлива?
Вот тут-то и возникает тема атомной оффшорной энергетики, проще говоря - плавучих атомных энергоблоков в открытом море, вне национальных юрисдикций. Никакой парламент не может предъявить претензии правительству за то, что вне юрисдикции данного правительства в океане работает АЭС или атомная опреснительная установка, или атомный генератор водорода из воды (т.н. объект атомно-водородной энергетики).
Кстати - в апреле 2019-го Французская генерирующая компания EDF, крупнейший оператор АЭС в мире, создала дочернюю компанию Hynamics именно для атомно-водородной энергетики.
Неизвестно, рассматривается ли вариант плавучего атомно-водородного генератора, который может поставлять топливный водород на растущий рынок этого модного "зеленого" топлива, однако именно такой оффшорный вариант размещения напрашивается, тем более, что он отработан еще в 1960-х, на базе дешевых транспортных кораблей класса "Liberty" (американская плавучая АЭС, известная как проект MH-1A, заработала в 1967-м). Известен также проект OPS (Offshore Power Systems) фирмы Westinghouse, и реализованный проект ПЭБ "Академик Ломоносов" ЦКБ "Айсберг".
Можно сказать, что плавучая платформа для оффшорной ядерной энергетики отработана.
Количество готовых проектов энергоблоков (реакторов) с глубоким дожиганием - достаточно больше, чтобы было из чего выбирать.
Проблема дорогостоящей избыточной защиты энергоблока - снимается в оффшорном варианте.
Проблема утилизации отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) тоже снимается.
Можно работать.
Кто первый встанет - того и будут тапочки...»