Чернобыльская авария 1986 года заморозила развитие «мирного атома» почти на двадцать лет. Катастрофа на японской АЭС «Фукусима-1», последствия которой до сих пор трудно предсказать, может и вовсе перечеркнуть планы строительства новых атомных электростанций. Но что взамен? Потребность в энергии растёт год от года, а атомная энергетика до сих пор считалась наиболее рентабельной.

Согласно прогнозу Международного агентства по энергетике, мировое потребление электроэнергии через двадцать лет увеличится ещё на 50%, причём основной рост придётся на развивающиеся страны. Каким образом будет вырабатываться эта энергия, если запасы угля, нефти и газа истощаются на глазах? Один из очевидных выходов — освоение термоядерного синтеза, только он позволит раз и навсегда решить проблему энергообеспечения.

Термояд: полвека ожидания

Появления термояда ждали всю вторую половину XX века. Ожидания эти настолько перегреты, что возникла популярная конспирологическая теория: дескать, термояд давно изобрели, но нефтяные магнаты скрывают революционную технологию, чтобы не потерять в одночасье свои сверхприбыли. Как и любая конспирология, подобная теория не выдерживает ни малейшей критики и остаётся темой для фантастической прозы. Однако понимание этого не отменяет главный вопрос: когда же мы овладеем термоядерной энергией?

А ответ прост: мы уже ею овладели. Термоядерная реакция — слияние лёгких ядер в более тяжёлые — была описана физиками ещё сто лет назад, а 1 ноября 1952 года американские военные взорвали термоядерную бомбу мощностью 10,4 мегатонны на атолле Эниветок в Тихом океане. Человечество применяет термоядерный синтез уже больше полувека, но пока только в разрушительных целях. Почему же никак не получается использовать его более рационально?

Проблема в том, что синтез осуществляется при фантастически высоких температурах. Оптимальная температура для термоядерных процессов — 100 миллионов градусов. Любое вещество при подобной температуре немедленно превратится в плазму. Физики быстро придумали решение: предложили удерживать её внутри магнитной ловушки. Так появились знаменитые токамаки. Увы, даже самый совершенный токамак потребляет энергии больше, чем производит.

Дорога к свету: проект ITER

Только в начале XXI века энергетики приблизились к тому, чтобы создать первый термоядерный реактор с положительным балансом. Его строительство началось в поселке Кадараш на юго-востоке Франции, поблизости от города Экс-ан-Прованс. Установка, которую построят в Кадараше, пока ещё не сможет работать в качестве термоядерной электростанции, но, возможно, приблизит время появления таковой. Неслучайно её назвали ITER — эта аббревиатура расшифровывается как International Thermonuclear Experimental Reactor, но имеет и символический смысл: по-латыни iter — «дорога», «путь». Таким образом, кадарашский реактор должен «проложить путь» к термоядерной энергетике, которая обеспечит выживание человечества после истощения запасов ископаемого топлива.

Реактор будет работать на смеси дейтерий-тритий — тяжёлого и сверхтяжёлого водорода, получаемого из воды. Образующиеся при реакции синтеза нейтроны нагреют стальную оболочку, та — обычную воду, а вода, в свою очередь, превратится в пар, вращающий турбины. Первые эксперименты на станции начнутся не ранее 2015 года, и ожидаемый результат должен окупить затраты. Для сравнения: количество угля, необходимого для обеспечения работы тепловой электростанции мощностью 1 гигаватт, составляет 10 000 тонн в день — десять железнодорожных вагонов, а термоядерная установка такой же мощности будет потреблять в день лишь килограмм дейтерий-тритиевой смеси.

Свет из Сахары: амбициозный план Европы

В Европе прекрасно понимают, что до появления термоядерной электростанции ещё далеко, а углеводородное топливо уже не покрывает растущие потребности в энергии. Поэтому летом прошлого года Евросоюз запустил амбициозный проект в области солнечной энергетики. Ничего подобного мир ещё не видел. Через десять лет в пустыне Сахара будут развёрнуты мощные гелиотермические установки. Принцип их работы прост: большие зеркала под управлением компьютеров концентрируют солнечную энергию на прозрачном баке с водой. Та превращается в пар и вращает турбины. Получаемая электроэнергия будет передаваться в Европу по высоковольтным кабелям, проложенным по дну Средиземного моря.

Поскольку Сахара — не только один из самых знойных районов Земли, но и самый засушливый, рядом с гелиостанциями предполагается возвести несколько водоопреснительных заводов. В проекте будут участвовать десятки стран, однако основная нагрузка ляжет на немецкие компании. Проектировщики надеются, что гелиостанции в Сахаре будут вырабатывать 100 гигаватт, что в итоге покроет около 20% потребляемой европейцами энергии. Стоимость проекта — 400 миллиардов евро.

Однако не все разделяют оптимизм проектантов. Ещё остаются нерешёнными важные проблемы. Например, Сахара знаменита сильными песчаными бурями. Как защитить гелиостанции от них? К тому же перевозка и размещение необходимого оборудования потребуют установления особых дипломатических отношений с целым рядом государств Африканского континента, а сейчас на севере Африки обстановка далека от стабильности.

Энергия «дохлых кошек» и мусорная революция

Масштабные проекты — вещь хорошая, но серьёзным подспорьем в деле энергообеспечения могут стать и компактные электростанции, работающие... на бытовом мусоре. Суть в том, что мусор прессуется и сжигается в топках вместо нефти или газа. Одним выстрелом, как говорится, убиваем двух зайцев. Сегодня лидером по производству электростанций на мусоре является Китай. Китайская газета «Жэньминь жибао» сообщила, что в Шанхае сдана в эксплуатацию самая крупная в истории электростанция, работающая на бытовом мусоре. Ежедневно этот объект уничтожает 1 000 тонн мусора, вырабатывая 350 тысяч киловатт-часов электроэнергии!

В Европе пока дела обстоят скромнее, однако некий Кристиан Кох из Саксонии готовит настоящую революцию. Тридцать лет он разрабатывает способ получения альтернативного топлива из органических отходов. У себя в коровнике Кристиан соорудил специальный аппарат, где собранный мусор варится при температуре 300°С. В ходе процесса выделяются углеводороды, которые посредством катализатора сгущаются в дизельное топливо. Кох уверяет, что проехал на этом топливе уже 170 тысяч километров!

Чтобы привлечь внимание общественности к своей необычной разработке, изобретательный немец предлагает рассчитывать производительность в «дохлых кошках». Дескать, из взрослого кота получается 2,5 литра «биотоплива» — значит, на 100 километров нужно четыре мёртвых кота, а для заправки полного бака понадобится двадцать. Таким образом, альтернатива атомным станциям есть. А какой путь предпочтут энергетики — термояд, гелиостанции или «мусорное» топливо, — покажет время.