Демонстранты во всем мире требуют, чтобы ради окружающей среды были сокращены поставки энергии на основе углерода. Тем не менее, в Германии политика Energiewende (преобразование энергии), которая должна была удовлетворить эти требования, не способна сократить выбросы углекислого газа.
Большая часть проблемы заключается в том, что в ответ на давние антиядерные настроения, политики стремятся свести на нет атомную энергию, инвестируя в возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнечная энергия.
Научившись использовать силу ветра, воды и огня (сжигая листья и дрова) – в принципе то, что мы сегодня называем “возобновляемыми источниками энергии” – наши ранние предки получили господство над природой. Но их источники энергии были слабыми, доступными лишь тогда, когда позволяла погода. В результате их уровень жизни был низким, жизнь была короткой, а их численность оставалась низкой.
Все изменилось с приходом промышленной революции. Люди научились приводить двигатели в действие путем сжигания угля, а затем нефти и газа. Мера полезности топлива – его плотность энергии, то есть количество единиц электроэнергии (кВт-ч) в килограмме (2,2 фунта). У ископаемого топлива энергетическая плотность 1-7 кВт·ч на кг – в тысячу раз больше, чем у возобновляемых источников энергии – которую можно использовать в любом месте, в любое время, независимо от погоды.
Доступ к этим мощным источникам энергии сформировал большинство экономических и политических событий за последние 250 лет. За это время мировое население увеличилось в восемь раз, ожидаемая продолжительность жизни удвоилась, а уровень жизни людей значительно улучшился.
Однако сегодня мы стоим на пороге новой энергетической революции. Преимущества ископаемого топлива больше не перевешивают затраты, а стандартные возобновляемые источники энергии остаются такими же слабыми и ненадежными, как до промышленной революции.
Чтобы использовать достаточное количество энергии, для доиндустриального топлива необходимы разрушительные для природы – едва ли “зеленые” или “экологически чистые” – электростанции: огромные массивы солнечных панелей, леса гигантских ветряных мельниц и обширные затопленные речные долины. Их размер свидетельствует о слабости энергии, которую они получают, в то время как прерывистость подразумевает типовую рабочую доступность всего 30%. И, как продемонстрировала немецкая Energiewende, этих видов топлива недостаточно.
Без реалистичной, научно обоснованной энергетической политики мир не получит ту энергетическую революцию, в которой нуждается. Естественная наука об энергии была хорошо изучена в течение столетия, поэтому неожиданности отмечаются редко. Единственное другое широко доступное топливо, известное науке, – это ядерное, которое исходя из спроса обеспечивает достаточный выход энергии, при этом нанося природе наименьший вред.
Чтобы функционировать в качестве источника энергии, топливо должно быть “заряжено” более мощным источником – будь то актуальный солнечный свет для солнечных батарей или, в случае ископаемого топлива, миллионы лет фотосинтеза. И та же самая физика, которая объясняет, почему плотность энергии ископаемого топлива в 1000 раз выше, чем у доиндустриальных предприятий, также объясняет, почему плотность энергии атома в пять млн. раз больше.
Урановое и ториевое топливо, которое мы находим сегодня на Земле, было заряжено энергией, когда оно формировалось в результате гравитационного коллапса до образования планеты. Астрономы наблюдают подобные взрывы, имеющие место сегодня в других местах Вселенной.
Одного килограмма ядерного топлива, которое это феномен производит, достаточно, чтобы обеспечить одного человека всей энергией пожизненно, и для этого не требуется ни выброса 1800 т CO2, ни сброса десяти млн. т воды с плотины. Отходы от этого небольшого количества ядерного топлива также весьма малы и, вопреки распространенному мнению, не вызывают аварий.
Помимо одиночного распада радиоактивных атомов, ядерная энергия прочно заперта внутри отдельных ядер, которые никогда не встречаются друг с другом, кроме как в центре Солнца. Ядра не выделяют преждевременно свою энергию, потому что только свободный нейтрон может обойти замок, и такие ключи быстро разрушаются: их период полураспада составляет десять минут. В результате ядерная энергия может высвобождаться только внутри работающего реактора. Такова исключительная физическая безопасность ядерной энергии.
Более того, биология защищает жизнь от ядерной радиации. За три млрд. лет жизнь эволюционировала, чтобы выжить от естественной радиации, исходящей из камней и космоса, разрабатывая пути восстановления после нанесенного ущерба. Но это более длинная история. Дело в том, что умеренное облучение практически безвредно. Благодаря работе Мари Кюри, для диагностики и лечения рака регулярно используются даже более высокие дозы.
Общественность принимает использование ядерных технологий для здоровья людей; то же самое она должна сделать для здоровья планеты. Тем не менее, хотя страхи перед атомной энергетикой не имеют научного обоснования – действительно, атомная энергия гораздо безопаснее, чем любой другой источник энергии – они пронизывают государственную политику, причем риски часто выдуманы ради развлечения.
Наше будущее и здоровье нашей окружающей среды требуют, чтобы мы изменили курс и приняли атомную энергию. Чтобы поддержать этот сдвиг, необходимо обеспечить более всестороннее и точное образование как для широкой общественности, так и для сегодняшней молодежи, которая когда-нибудь будет строить и эксплуатировать атомные электростанции во всем мире. В то же время большая часть мер предосторожности, разработанных во время холодной войны, нуждается в пересмотре.
С точки зрения безопасности, надежности, эффективности и экологичности, ядерная энергия является лучшим кандидатом на замену ископаемого топлива. Без этого энергетическая революция, в которой срочно нуждается мир, никогда не произойдет.
(Уэйд Эллисон, заслуженный профессор физики и научный сотрудник колледжа Кебл в Оксфордском университете, автор недавно вышедшей книги Nuclear is for Life. Является почетным секретарем SONE (организация “Защитники ядерной энергии”), Forbes.kz/Энергетика Украины и мира)