Текст книги "Острая стратегическая недостаточность. Страна на переПутье"

Смотреть шире

По меньшей мере одна попытка такой привязки – российская инициатива по созданию международного предприятия для обогащения урана и переработки отработанного ядерного топлива – несколько лет назад встречена мировым сообществом довольно скептически. Многие критики сочли её просто эффектным трюком, спасающим от гнева международного сообщества ядерные программы государств, сомнительных с западной точки зрения (и прежде всего Ирана, серьёзно подозреваемого в оружейных амбициях). Сами же эти государства, похоже, полагают российское предложение изощрённым приёмом удержания их вдали от закрытого клуба великих ядерных держав.

Между тем главный недостаток инициативы – её относительная узость. Она коснулась лишь двух звеньев ядерного цикла. Главная же его часть – собственно выработка изобильной и поэтому дешёвой энергии – осталась за кадром и не попала в рассмотрение ни политиков, ни аналитиков. Хотя на этом этапе риск куда больше и разнообразнее.

Для государств, мягко говоря, не слишком развитых технически, ядерный реактор на собственной территории, под собственным управлением – прежде всего предмет гордости. Пусть он создан целиком из зарубежных блоков, да и монтировали его иностранные специалисты – но надо по крайней мере доказать всему миру: граждане этой страны не хуже всех прочих управляются даже с самой сложной техникой. Того и гляди, последуют инвестиции в расчёте на наличие высококвалифицированных кадров. АЭС – хорошая реклама.

Но есть и другие страны. Пресыщенные новыми технологиями. А порою изрядно опасающиеся возможных (и, как многие утверждают, неизбежных) побочных эффектов. Пусть даже опасения безмерно преувеличены.

Выходит, чтобы проект заинтересовал действительно весь мир (или хотя бы всю Евразию), он должен касаться не только начальных и конечных этапов работы. Куда важнее возможность вынести из других стран саму генерацию.

Пустынные просторы

Строго говоря, обеспечить безопасность АЭС можно практически в любом месте. Например, академик Андрей Дмитриевич Сахаров в своё время предлагал глубинные энергокомплексы. Если погрузить реактор на 4 км под землю, давление водяного столба исключит возможность вскипания содержимого реактора – значит, тепловые взрывы вроде чернобыльского станут заведомо невозможны. Вдобавок с такой глубины даже ядерный взрыв всего содержимого реактора дойдёт до поверхности лишь легчайшей рябью.

Но подобные технические изыски вряд ли доступны уму – а главное, сердцу – рядового обывателя. Следовательно, придётся прибегать к более примитивным, зато наглядным и общепонятным, приёмам. Простейший из них исчерпывается древней поговоркой: «С глаз долой – из сердца вон».

В наших пустынных просторах более чем достаточно территорий, исключающих в обозримом будущем какие бы то ни было иные формы хозяйственного освоения, кроме ядерной энергетики. Да и окрестного пространства хватит для выпадения сколь угодно мощных радиоактивных осадков: пусть современные ядерные технологии практически безопасны – необходимо доказать общественному мнению, что исключена даже теоретическая угроза.

Отдаление от населённых пунктов исключает и опасность, в современном мире более чем реальную. Ядерные реакторы, сочетающие высокую интенсивность рабочих процессов со столь же высокой концентрацией опасных веществ – лакомая мишень для террористов. Да и в случае боевых действий (увы, ни в каком мире не исключённых) доехать или долететь до реакторного поля будет труднее – это заметно уменьшает вероятность удара.

Впрочем, полагаться только на дистанцию недопустимо. Необходима оборона станций от любых внешних угроз – хоть террористов, хоть ракет, хоть падающих авиалайнеров. Но если станции сгруппированы на одном сравнительно компактном участке – затраты на оборону в расчёте на одну станцию существенно падают по сравнению с ныне принятым разбросанным их размещением. Следовательно, рентабельность всего комплекса существенно растёт. Более того, сокращение удельных расходов позволяет употреблять сверхсложные методы защиты – вплоть до сплошных барьеров из электронных датчиков и специальных спутников наблюдения на геостационарной орбите.

В качестве одного из примеров эффективности такого энергокомплекса отметим: там можно без опасений пользоваться реакторами на быстрых нейтронах, преобразующими инертные в ядерном отношении материалы – вроде урана-238 – в делящиеся. В природном уране доля естественного реакторного сырья – урана-235 – всего 1/140. А ведь преобразованию поддаётся ещё и торий: его в природе никак не меньше, чем урана. Тем самым общий запас ядерных энергоносителей можно увеличить в сотни раз. Тогда возрастёт и рентабельность добычи урана. Ведь чтобы окупилась разработка уже разведанных австралийских и африканских месторождений, рыночная цена должна – по недавней оценке «Казатомпрома» – составлять примерно $200 за килограмм вместо обычных ныне $100[63]63
  Эти оценки опираются не на абсолютную цену быстро падающего доллара, а на соотношения цен различных производственных ресурсов. Поэтому необходимость удвоения цены урана остаётся очевидной при любых курсовых валютных играх.


[Закрыть]. Размножение устранит дефицит урана, неизбежный при нынешних технологиях, и в то же время позволит извлекать из него куда больше денег – значит, соответственно больше платить добытчикам.

Условия местности

Но столь масштабные проекты предъявляют к месту своего осуществления весьма жёсткие и специфические требования.

Местность нужна изолированная. В идеале – с единственной транспортной магистралью для строительных и эксплуатационных нужд. Все прочие подступы должны легко просматриваться и быть практически непроходимы для людей и техники, доступной частным лицам.

Требуется достаточное расстояние до густонаселённых и/или экологически уязвимых регионов, чтобы снять всякие опасения даже на случай полного единовременного разрушения нескольких реакторов.

Геологическое устройство должно допускать заглубление реакторов по меньшей мере на несколько сот метров без чрезмерных строительных расходов, дабы предотвратить не только вынос содержимого разрушенных реакторов, но и удар по ним с воздуха. Ещё лучше, чтобы была возможность заглубить реакторы с водяным теплоносителем на 4 км: как отмечено выше, это исключает саму возможность вскипания содержимого активной зоны.

Паротурбинная – основная сейчас – технология преобразования ядерной энергии в электрическую требует интенсивного охлаждения. Оптимальный вариант – водяной – обращает наш взор к ядерному полигону на Новой Земле.

Кроме того, нынешнее глобальное потепление кончится лет через тридцать – согласно известной периодичности не только солнечной активности, но и особенностей геометрии земной орбиты, определяющих нюансы поглощения Землей солнечного излучения. Поэтому сверхмощный источник тепла в Ледовитом океане может показаться полезным для грядущего поддержания проходимости нескольких сложных участков Северного морского пути.

Увы, добираться до Новой Земли тяжело не одним злоумышленникам, а расстояние транспортировки энергии основным потребителям не меньше, чем из центральноазиатских степей, причём прокладывать электромагистрали куда сложнее. И дело не только в транспорте. С техническими сложностями можно было бы управиться. Но куда девать неизбежные экологические истерики скандинавских стран? Особенно Норвегии: основной доход она сейчас получает от экспорта электроэнергии своих ГЭС и природного газа со своего шельфа, так что конкурентов не желает. Достаточно вспомнить вытеснение России со Шпицбергена под напором целенаправленно ужесточаемых экологических фантазий, чтобы понять: спокойно эксплуатировать новоземельский энергокомплекс нам в обозримом будущем не дадут.

С другой стороны, существуют и узлы охлаждения с замкнутым контуром. Правда, их температура несколько выше – соответственно КПД установки ниже. Но разница не так велика, чтобы радикально влиять на рентабельность проекта в целом. А размещать их можно хоть в пустыне.

Вдобавок существуют и перспективные конструкции реакторов, вовсе не нуждающиеся в паросиловом цикле. Например, реактор на быстрых нейтронах с газообразной активной зоной может выдавать раскалённый газ в магнитогидродинамический генератор. Верхняя температура такого цикла столь велика, что рост нижней температуры даже на пару сот градусов мало скажется на КПД. Хотя, конечно, для большей рентабельности желательно всё же использовать выходящий из МГД газ для нагрева паросиловой установки. Газофазные реакторы пока не вышли из экспериментальной стадии – но где, как не на нашем идеальном ядерном полигоне, завершить эксперименты!

Старый полигон

В западносибирских степях России, соответствующих большинству приведенных требований, инфраструктура для серьёзных экспериментов – да и для большого комплекса станций – практически отсутствует.

Зато она всё ещё не вполне разрушена по соседству – на ядерном полигоне в Семипалатинске.

Геологическая структура полигона надёжно закупоривает продукты даже мощнейших ядерных взрывов. Это значит: можно внести под землю сколь угодно сложные технические устройства, не опасаясь обвалов и прочих техногенных катастроф. Более того, взрыв одного подземного реактора никак не отразится на работе соседних.

Отработанные – в том числе и оставшиеся от былых взрывов – скважины можно использовать для вечного захоронения долгоживущих активных отходов переработки отработанного ядерного топлива. С полигона же будут вывозиться лишь полезные продукты переработки.

Полигон изначально расположен в экологически безопасном отдалении от большинства значимых местностей. Обезопасить его от террористов несложно: пустынные подходы к нему легко контролируются и на протяжении большей части года трудно проходимы, да и воздушные трассы проходят мимо.

Иные способы использования полигона не предложены до сих пор. И вряд ли будут предложены: местностей, где случались ядерные взрывы, будут бояться ещё долго.

Экономическая сторона проекта может урегулироваться на взаимоприемлемой основе. Энергетический рынок – в отличие от рынка космических запусков – столь остро конкурентен, что произвольное назначение цен на нём невозможно. Поэтому возможно согласование интересов точным расчётом.

Размах необходимой работы столь велик, что требует взаимной уверенности в стабильно хороших межгосударственных отношениях. Казахстан и Россия уже достаточно долго демонстрируют именно такую стабильность, так что начинать работу можно без особого риска. Начавшись же, она сама будет способствовать поддержанию политического и экономического единства.

За морем телушка – полушка

К сожалению, рентабельность зависит не только от масштабов производства. Как видно хотя бы из опыта уже двух газовых войн Украины с остальной Россией, транспортные расходы способны повлиять на экономические показатели проекта ничуть не меньше, чем собственно производственные.

В частности, линии электропередачи к потенциальным потребителям в Западной Европе не только потребуют капиталовложений, сопоставимых с расходами на магистральные газопроводы. Они ещё и преобразуют заметную долю перекачиваемой по ним энергии в тривиальное и никому не нужное тепло. Борьба с законом Ома отнимает заметно больше сил, нежели, к примеру, перекачка газа – хотя и на обслуживание насосных станций на магистральных газопроводах также тратится немалая мощность.

Выход из положения теоретически общеизвестен. Сверхпроводящий кабель вовсе не создаёт сопротивления и не поглощает энергию. Правда, материалы для его изготовления недёшевы – но по сравнению с десятками или даже сотнями ядерных реакторов тысячи километров кабеля почти незаметны.

Увы, сверхпроводимость оплачивается не только ценой кабеля. Куда важнее, что наблюдается она только при сверхнизких температурах. Расходы на охлаждение кабеля нынче – при всём совершенстве современной теплоизоляции – многократно превосходят затраты на прокачку газового потока, сопоставимого по содержащейся в нем мощности.

Впрочем, рецептуры сверхпроводников совершенствуются. Ещё недавно эффект наблюдался только при охлаждении жидким гелием – до 4,2 Кельвина. Открытые около двадцати лет назад керамические материалы сверхпроводимы при температуре жидкого водорода – 21 К. Есть уже и вещества, работоспособные при температуре жидкого азота (80 К) и даже углекислоты (200 К) – но пока слишком хрупкие для надёжного кабеля. Когда проблема решится, сверхпроводящий кабель станет рентабельнее не только газопровода, но и любого другого ныне существующего способа энерготранспорта – ведь каждый лишний десяток градусов увеличивает энергозатраты на охлаждение раза в два.

Правда, каждый шаг по температурной шкале требует изрядных исследований не только новых рецептур, но и новых классов материалов. Как отмечено выше, первый же крупный скачок прогресса потребовал перехода от сплава к керамике. Что потребуется для следующего прорыва – пока неясно.

Так что любой эксперимент в этой сфере должен сопровождаться крупномасштабными теоретическими исследованиями. По счастью, как раз в нашей стране достижения теоретиков на данном направлении громадны. Достаточно напомнить: теорию сверхпроводимости создавали – после первых концептуальных успехов Бардина, Купера и Шриффера – именно отечественные физики Гинзбург, Ландау, Абрикосов и Горьков. Не зря Гинзбург и Абрикосов удостоены Нобелевской премии (Ландау награждён за более ранние достижения). Научная школа исследований по квантовой физике в целом и теории сверхпроводимости в частности у нас всё ещё высоко развита. И можно надеяться: целенаправленная поддержка этой школы способна в обозримом будущем дать принципиально новые результаты с неисчерпаемым выходом в практику.

По академическим меркам затраты на такую поддержку должны быть грандиозны. Но на фоне общего бюджета столь же грандиозного ядерного комплекса они окажутся почти неощутимы.

Вдобавок следует учесть: научная теория никогда не бывает узконаправленной. Наряду с ожидаемыми результатами она всегда приносит и что-то непредвиденное. Причём польза от непредвиденных достижений зачастую многократно превосходит планируемый эффект.

В данном случае главным достижением окажется сам факт развития наук и интеллектуальных технологий. Современное общество прогрессирует тем быстрее и заметнее, чем больше в нём доля интеллекта, создающего новое, и меньше – доля использования уже существующих находок.

Экибастуз

Среди таковых, в частности, технология, опробованная ещё в начале 1980-х годов на Экибастузе. Тамошняя ГРЭС-2 – по сей день одна из крупнейших в Республике Казахстан электростанций. Её уникальная труба высотой 420 метров в своё время вошла в Книгу рекордов Гиннесса.

Пуск первого блока ГРЭС-2 состоялся в декабре 1990-го года, а 22-го декабря 1993-го года запущен второй энергоблок (в его пуске принимал участие президент Нурсултан Абишевич Назарбаев). Одновременно со станцией возведен поселок энергетиков (его назвали Солнечным).

ЭГРЭС-2 вырабатывает электроэнергию из высокозольного экибастузского угля двумя энергоблоками по 500 МВт. Энергия ГРЭС-2 предназначена сейчас для обеспечения севера Казахстана и покрывает 15 % энергопотребления республики. Потребители – десятки предприятий не только Казахстана, но и России. Среди них, в частности, космодром «Байконур», канал Иртыш – Караганда.

Отсюда же идёт самая длинная на планете ЛЭП постоянного тока. Это сверхмощная линия электропередачи напряжением 1500 КВт Экибастуз – Центр протяженностью 2414 километров. Первая опора ЛЭП установлена в декабре 1980-го года. С тех пор 4000 опор (высота опоры 41 метр) шагают на запад республики, через реки Иртыш, Ишим, Тобол, Урал, Волгу, до Тамбова, связывая Казахстан с Россией. Если не удастся воспользоваться достоинствами сверхпроводимости, можно аналогичным образом транслировать энергию в Европу через Русскую равнину, Днепр, Двину, Неман, Вислу и Одер.

Научная непроработанность технологии сверхпроводящей электропередачи – очевидный минус. Но изобретательское искусство в немалой степени базируется на превращении минусов в плюсы. Финансирование наук, интеллектуальных технологий, просвещения всегда оборачивается столькими плюсами, что на фоне неизбежных бесчисленных побочных выгод ядерного проекта померкнет даже решение задачи высокотемпературной сверхпроводимости.

Особенно если участь, что финансировать наш прогресс будут извне.

Евроденьги для энергозоны

Общий размах капиталовложений в предлагаемый проект многократно превосходит собственные возможности российского бюджета. Причём не только нынешнего – грозящего зачахнуть в случае перебоев потока нефтедолларов. Даже во времена расцвета общесоюзной экономики, когда мы по технологиям и производительности труда не слишком болезненно отставали от западного рынка, работа подобного масштаба вполне заслужила бы титул «проект века» и отняла десятилетия.

По счастью, нам вовсе не обязательно исполнять её в чучхэйском духе – с опорой исключительно на собственные силы. Наоборот, Россия – вовсе не самая заинтересованная в проекте часть света. Дешёвая энергия нужна в первую очередь самым промышленно развитым странам – западноевропейским. У них же хватает и денег на столь объёмное строительство. Они и заплатят.

Конкретные формы оплаты могут быть весьма разнообразны. Оптимальную комбинацию акционирования, кредитования, прямых субсидий – например, в рамках печально известных экологических проектов – вряд ли следует расписывать заранее. Главное – не запутаться во взаимоотношениях с европейскими – пока куда более опытными, чем мы – финансистами.

Развитие энергозоны изрядно привяжет Европейский Союз к Казахстану, России, а возможно, и другим странам, размещающим у себя компоненты зоны. Между тем многие на Западе уже сейчас – пока мы поставляем только нефть и газ – изрядно опасаются энергетической зависимости. Особо сильные страхи порождены двумя украинскими газовыми войнами. Формальная правота России в данном случае важна для правительств, но не для обывателей и уж тем более не для антироссийски настроенной части политической верхушки. Идея диверсификации энергоснабжения – здравая политически, но не всегда бесспорно выгодная экономически – в очередной раз вошла в моду. Собственно, отсюда и возник в массовом сознании мощный импульс к возрождению – вопреки фобиям, умело выращенным нефтедолларовой пропагандой – ядерной энергетики, совсем было заклеванной зелёными ястребами.

Политические опасения неизбежны, если весь контроль над энергозоной окажется в руках Казахстана и России. Но финансовое участие ЕС как раз и означает: некоторая доля управленческих полномочий окажется в его руках. Поэтому не нужно стремиться к полному владению реакторным и турбинным хозяйством. Более того, Россия может отказаться от контрольного пакета. Мы своё в любом случае наверстаем: вышеперечисленные побочные эффекты – далеко не единственные и, возможно, даже далеко не главные выгоды проекта.

Отечественный потребитель

Вспомним хотя бы энергодефицит в европейской части России. Заметная часть здешних электростанций построена так давно, что уже выработала весь ресурс. Поддержание их существования требует запредельного энтузиазма персонала и капиталовложений, сопоставимых с новым строительством.

Да и экологические соображения не следует забывать полностью. Даже без преувеличений, привычных для нынешней Европы, следует признать: антропогенная нагрузка на Центральную Россию великовата и расширение сети электростанций в регионах наибольшего потребления энергии затруднительно.

Кроме того, аппаратную часть проекта осуществит российская промышленность. Наши научные и технологические заделы в отрасли колоссальны и не уступают никакой другой стране ни по объёму возможного производства, ни по его совершенству. Нынешний застой в ядерной энергетике грозит обесцениванием и даже утратой многих ключевых достижений: например, уникальный волгодонский реакторный завод ныне выпускает в основном колокола и прочий ширпотреб, не использующий и сотой доли технических возможностей предприятия. Создание энергозоны востребует все ресурсы отечественной ядерной промышленности, возродит сотни тысяч рабочих мест – да и новые создаст.

Наконец, следует учесть и ценовые факторы. Ядерная энергетика – в долгосрочной перспективе, при развитии полного цикла преобразования малоактивных изотопов в расщепляющиеся – даёт наиболее дешёвое электричество. К сожалению, для преобразования требуется довольно жёсткий режим работы реактора, пока ещё создающий изрядные опасения за его безопасность. Соответственно в густонаселённых районах такие реакторы строят очень неохотно. Энергозона предоставляет неограниченные возможности строительства реакторов на быстрых нейтронах. Значит, цена электроэнергии оттуда в скором будущем станет куда ниже, чем из других доступных источников. Западная Европа может пренебречь этим – в её продукции доля расходов на энергию и сейчас достаточно мала. Наша же – куда более энергоёмкая – промышленность буквально воскреснет, сбрызнутая дешёвой энергией, как живой водой.

Почти век назад государственная программа электрификации России – ГОЭЛРО – сформировала новое качество отечественной промышленности, создала предпосылки развития множества ранее невиданных (не только в нашей стране, но порою и во всем мире) производств (в том числе и жизненно важных оборонных, через два десятилетия после её разработки обеспечивших неоспоримое преимущество над мощнейшей военной машиной Запада). Трудно переоценить перспективы, открывающиеся перед российской – да и всей постсоветской – экономикой при обеспечении доступа к практически неограниченному и высокорентабельному источнику экологически чистой электроэнергии. Новая ГОЭЛРО даст несомненно куда больший эффект, нежели предыдущая.