По итогам мая ветряные и солнечные электростанции впервые произвели в Европе больше энергии, чем ископаемые виды топлива, гласят данные энергетического аналитического центра Ember. На ветер и солнце за отчётный период пришёлся 31 % европейской электроэнергии или 59 ТВт·ч, тогда как ископаемое топливо поставило антирекорд с 27 % и 53 ТВт·ч.

Источник изображения: Bishnu Sarangi / pixabay.com

Экологически чистым источникам удалось поставить рекорд за счёт активного роста солнечной энергетики в регионе, высокой производительностью ветрогенераторов и низкого спроса на электроэнергию. На одну только солнечную энергетику пришлись рекордные 14 % (27 ТВт·ч) от всей электроэнергии в ЕС по итогам мая — этому сегменту впервые удалось обойти угольную энергетику, остановившуюся на отметке в 10 %. Ветроэнергетика в мае 2023 года выросла по сравнению с маем прошлого года и достигла доли в 17 % (32 ТВт·ч) выработанного в ЕС электричества, но уступила рекордному показателю от января, когда за счёт ветра было выработано 54 ТВт·ч или 23 % электричества.

Источник изображения: ember-climate.org

Уголь, наиболее загрязняющий источник, помог выработать в мае 10 % (20 ТВт·ч) европейского электричества — столь низкая доля в последний раз наблюдалась в пандемийный апрель 2020 года. Последний результат — не случайное исключение: с января по май регион сократил выработку от газа и угля на 20 % и 15 % соответственно, тогда как солнечная энергия показала рост на 10 %, а ветряная — на 5 %. 2022 год стал первым в истории Европы, когда ветер и солнце обошли газовую энергетику. Теперь им удалось обойти все виды ископаемого топлива вместе взятые.

Источник изображения: ember-climate.org

Соответствующие результаты показали и отдельные страны. Германия, несмотря на закрытие последних АЭС в стране, снизила выработку электричества на угольном источнике до рекордно низких с 2020 года 7 ТВт·ч; Польша, один из ведущих европейских оплотов «угольного» электричества, сократила его до тех же 7 ТВт·ч — для страны это 62 %.

Главный конструктор реакторных установок атомных станций малой мощности (АСММ) Денис Куликов сообщил, что серийное производство малых АЭС «Шельф-М» мощностью 10 МВт должно начаться с 2032 года. Одна установка «Шельф-М» в течение 60 лет обеспечит подачу электрической мощности 10 МВт и тепловой мощности 35 МВт, и таких модулей может быть несколько, что позволяет гибко масштабировать установки. Тепло и энергия придут во все медвежьи уголки страны.

Вариант устройства реактора «Шельф-М». Источник изображения: Страна Росатом

«В следующем году мы завершаем разработку технического проекта реакторной установки и основного оборудования энергоблока. До 2026 года должны пройти ресурсные испытания основных узлов и элементов конструкции, а к 2027-му планируется начать поставку оборудования на площадку. Работы там должны стартовать заранее, возможно, уже в следующем году», — отметил Куликов, которого процитировали РИА Новости.

Первый атомный энергоблок с реактором «Шельф-М» построят в Якутии в районе золоторудного месторождения Совиное, лицензией на разработку которого владеет Эльконский ГМК — «дочка» горнорудного дивизиона «Росатома». Согласно плану, ввод энергоблока в эксплуатацию запланирован на 2030 год. Эксплуатация блока позволит подготовиться к серийному производству модулей, выпуск которых обещает начаться с 2032 года.

Размеры «Шельф-М» составляют 11 м в длину (диаметр реактора — 8 м). Вес полностью подготовленного модуля вместе с реакторной установкой достигает 370 тонн, что допускает его перевозку с одной площадки на другую, например, на барже. Проект является одним из самых маломощных среди будущих предложений в классе малых российских АЭС. Следующей по мощности ступенькой станет АЭС на реакторе РИТМ-200Н (55 МВт). Установку создадут в якутском поселке Усть-Куйга для Кючусского золоторудного месторождения (2024 — год начало строительства, ввод — до 2030 года). Для совсем скромного потребления будет предложен реактор проекта «Елена АМ» мощностью до 400 кВт. Тем самым Россия будет иметь весь спектр реакторных установок для любых нужд.

Учёные из Университета Пенсильвании предложили неожиданное применение обычному углю в низкоуглеродной энергетике. Уголь любых марок можно использовать как контейнер для длительного хранения газообразного водорода. Первые эксперименты в этом направлении обнадёживают. Это позволит сохранить отрасль, десятки тысяч рабочих мест и даст старт водородной энергетике — чистой безо всяких оговорок.

Источник изображения: Pixabay

С выработкой водорода особых проблем сегодня нет. Есть проблемы с его длительным хранением в больших объёмах. Предлагаются как классические способы хранения с закачиванием в подземные пустоты, так и экзотические в виде гидридов металлов. Каждое из предложенных решений, которое также включает заключение водорода в порошки, пасты и разнообразные по содержанию картриджи, имеет свои плюсы и минусы. Идеального решения так и не найдено и уголь, как ни странно, может оказаться перспективным кандидатом на роль контейнера для водорода.

Известно, что уголь хорошо абсорбирует газообразный метан. Это же свойство угля, решили учёные, можно перенести на водород. Для проверки идеи на практике была создана установка, которая создавала оптимальное давление для нагнетания водорода внутрь угля.

«Мы собрали новую и очень сложную конструкцию, — сказал Шимин Лю (Shimin Liu), доцент кафедры энергетики и минерального машиностроения в Пенсильванском университете. — Потребовались годы, чтобы понять, как это правильно сделать. Методом проб и ошибок нам пришлось разработать систему экспериментов, для чего пригодился наш предыдущий опыт с углями и сланцами».

После анализа семи марок угля из разных угольных районов США, исследователи обнаружили, что этот материал действительно исключительно хорошо хранит водород. Лучшим из них оказался битуминозный уголь с низким содержанием летучих веществ, найденный в Вирджинии, и антрацитовый уголь из Пенсильвании. Как пояснили учёные, газоулавливающая способность угля основана на его уникальном составе. Он, по сути, похож на губку, которая может удерживать гораздо больше молекул водорода по сравнению с другими неуглеродными материалами.

На этом изучение угля как контейнера для длительного хранения водорода не окончено. Учёные намерены изучить его проницаемость и диффузионную способность. Это поможет понять, как быстро водород может закачиваться в различные виды угля и извлекаться из него, что, в свою очередь, может привести к созданию эффективных водородных «батарей» на основе этого ископаемого ресурса.

В Канаде построят первый в мире микромодульный ядерный реактор. Местом строительства был выбран исследовательский центр Canadian Nuclear Laboratories в деревне Чок-Ривер, расположенной в округе Ренфру канадской провинции Онтарио. Установку разработала компания Global First Power.

Источник изображений: CTV News

«Один из таких реакторов сможет обеспечивать электроэнергией 5000 человек в течение 20 лет. При этом объём радиоактивных отходов от такой установки составит всего 1 кубический метр», — прокомментировал исполнительный директор Global First Power Джос Дининг (Jos Diening) в интервью CTV News.

Целью Global First Power является использование компактных реакторов для обеспечения электроэнергией удалённых регионов, не подключённых к общей канадской энергетической системе, что особенно актуально в северной части страны.

«На севере живёт много людей. Это открывает для нас большой потенциал. Мы хотим заменить дизельные генераторы. Одна из наших установок способна произвести объём электроэнергии эквивалентный объёму, полученному при сжигании 200 млн литров дизельного топлива», — добавил Дининг.

Микромодульные реакторы будут состоять из 90 частей, каждая из которых будет иметь размеры грузовика. Эти части (или модули) будут производиться в том числе и в центрах CNL. Затем модули будут транспортировать на нужное место, где из них будет собираться реактор. Процесс чем-то напоминает сборку конструктора Lego. В собранном виде размеры реактора не будут превышать площадь футбольного поля.

Первый из таких реакторов возведут в Чок-Ривер. В качестве демонстрации он будет обеспечивать электроэнергией кампус CNL. Построить реактор планируют к 2027 году.

«Это идеальное место для демонстрации возможности реактора, поскольку это по сути удалённый населённый пункт. Если мы сможем сделать это здесь, то сможем везде», — прокомментировала Эми Готтшлинг (Amy Gottschling), вице-президент по науке, технологиям и коммерции компании Atomic Energy of Canada Ltd., которой принадлежит кампус CNL.

Microsoft заключила соглашение с компанией Helion Energy, которая обязалась построить для софтверного гиганта первый в мире коммерческий термоядерный реактор. Управляемый термоядерный синтез долгое время считался Святым Граалем энергетики — потенциально безграничным экологически чистым источником энергии, который учёные пытались построить не одно десятилетие.

Trenta — один из прототипов реактора Helion. Источник изображения: helionenergy.com

Helion Energy считает, что сможет построить термоядерный реактор для Microsoft к 2028 году — он должен будет вырабатывать не менее 50 МВт электричества. Задача крайне сложная. Даже самые оптимистичные оценки учёных по поводу создания термоядерных электростанций варьируются от конца текущего десятилетия до нескольких десятилетий вперёд. Успех компании будет зависеть от возможности совершить технологический прорыв за невероятно короткий промежуток времени, а затем вывести технологию на рынок и сделать её конкурентоспособной по стоимости в сравнении с другими источниками энергии. Но Helion это не смущает, как и предусмотренные соглашением финансовые санкции в случае неудачи.

Термоядерный синтез фактически повторяет то, как в звёздах образуются свет и тепло. В случае с Солнцем это формирование атомов гелия из водорода и выделение больших объёмов энергии. С пятидесятых годов прошлого века учёные пытаются воспроизвести этот процесс контролируемым образом — масштабно получалось только неконтролируемым, например, в случае с водородной бомбой. Эта технология противоположна атомным электростанциям, на которых энергия высвобождается путём деления или расщепления атомов. Главным недостатком расщепления являются остающиеся после него нестабильные ядра — радиоактивные отходы. В случае с термоядерным синтезом они не образуются, поскольку при реакции, по сути, просто появляются новые атомы гелия.

Источник изображения: efes / pixabay.com

Сегодня управляемый термоядерный синтез пытаются воспроизвести, обстреливая вещество мощными лазерными лучами или удерживая магнитными полями плазму в машине, называемой токамаком. Helion решила пойти своим путём, построив 12-метровый плазменный ускоритель, в котором топливо будет разогреваться до 100 млн °C. Изотоп водорода дейтерий и гелий-3 будут нагреваться до плазменного состояния и сжиматься магнитными полями до тех пор, пока не запустится реакция синтеза. Компания утверждает, что при этом будет выделяться больше энергии, чем расходоваться — до недавнего времени учёным это не удавалось, и лишь в минувшем декабре прорыва удалось достичь исследователям Ливерморской национальной лаборатории им. Э. Лоуренса (LLNL). Helion только предстоит достичь этого этапа.

Ещё одним потенциальным препятствием является необходимость получить достаточное количество гелия-3 в качестве топлива, хотя в компании утверждают, что у них есть запатентованная технология получения этого редкого изотопа из атомов дейтерия. Наконец, полученная в термоядерном реакторе электроэнергия должна быть доступной, сравнимой по цене с производимой на традиционных электростанциях. Helion не уточнила, какую цену согласовала в контракте с Microsoft, но в конечном итоге компания собирается выйти на $0,01 за 1 кВт·ч.

Европейское космическое агентство (ESA) финансирует несколько исследований, изучающих возможность использования ядерных силовых установок в ракетах для освоения дальнего космоса. Движение космических аппаратов сегодня обеспечивается либо с помощью запасов химического топлива, либо с использованием аккумуляторной электроэнергии или энергии Солнца. При этом такие методы почти достигли предела эффективности, а применение ядерной электрической установки (NEP) потенциально позволяет преодолеть ограничения. Это позволит человечеству путешествовать дальше, чем когда-либо ранее.

Источник изображения: ESA

Одно из исследований — pReliminary eurOpean reCKon on nuclEar elecTric pROpuLsion for space appLications (RocketRoll) проводится учёными из Чехии и Германии. По мнению исследователей, ядерные силовые установки могут быть более эффективными, чем самые эффективные химические двигатели или варианты на солнечной энергии — атомная энергия позволит достичь недоступных для других технологий мест, в том числе за пределами Солнечной системы.

Новые методы имеют чрезвычайно важное значение, поскольку атомная энергия не только обеспечит манёвренность в космосе, но и позволит создавать жилые модули и базы на Луне и в более отдалённых локациях, включая Марс — туда понадобится доставлять много материалов для строительства, что с существующими технологиями затруднительно. Как заявляют учёные, главным преимуществом атомных реакций перед химическими является их несоизмеримо более высокая эффективность, а в сравнении с силовыми установками на солнечных элементах, атомные совсем не требуют солнечного света. Это чрезвычайно важно для длительных путешествий с большими грузами и исследований за пределами орбиты Марса.

Учёные и инженеры в рамках программы RocketRoll в следующие 11 месяцев должны будут разработать технико-экономические обоснования для программы разработки будущих ракет-носителей ESA Future Launchers Preparatory Program (FLIPP) и определить преимущества использования буксира NEP в сравнении с классическими двигательными установками. По словам учёных, целью исследования является изучение возможности использования атомного топлива для космической логистики и исследовательских миссий. Кроме того, учёные сделают обзор текущего европейского опыта, технологий и производственных возможностей для разработки космических аппаратов на ядерных двигателях. С самого начала им придётся учитывать особые требования к безопасности таких установок.

Считается, что благодаря современным технологиям идея создания атомных двигателей, наконец, приобрела в Европе актуальность в сравнении с предыдущими разработками подобного типа. Ожидается, что результаты проекта RocketRoll представят уже в следующем году, они могут стать основой будущих программ ESA, а в эксплуатацию первые NEP могут начать вводить уже к 2035 году.

Известно, что в NASA действует собственная программа исследований, связанных с возможным использованием ракет на ядерных силовых установках. Агентство сотрудничает с военным ведомством — DARPA для разработки ядерного теплового двигателя, испытания которого в космосе могут состояться уже в 2027 году.

Китайские источники сообщили о включении в национальную распределительную сеть Китая первой очереди солнечных электростанций из так называемого «пустынного» кластера. В пустыне Гоби и других засушливых районах страны планируется развернуть до 450 ГВт солнечных и ветряных мощностей. Мощность первой подключенной к сети солнечной станции составила 1 ГВт. Электричество от неё будет передаваться в центральную китайскую провинцию Хунань по линиям повышенного напряжения, и это может иметь последствия.

Где-то в песках Гоби. Источник изображения: CHINA NEWS SERVICE

Проект «пустынных» электростанций предусматривает создание очень и очень протяжённых высоковольтных линий передачи электричества. Для снижения потерь на таких дистанциях было решено повысить передаваемое напряжение с 800 кВ до 1100 кВ. Для сравнения, на высоковольтных линиях передачи в США используется напряжение 500 кВ. Повышение напряжения сопровождается ростом напряжённости электромагнитного поля по маршруту и ведёт к геомагнитным аномалиям.

Это может приводить к более частому возникновению гроз, изменению в картине магнитного поля Земли, сбоям в работе систем позиционирования и к искажению спутниковых данных. Особой ясности в этом вопросе нет. Китай станет первым, кто всё это испытает на практике.

Оператором только что введённой в строй первой очереди электростанций является компания China Energy Investment Corp. Солнечная ферма мощностью 1 ГВт должна будет вырабатывать в год до 1800 ГВт•ч, что эквивалентно потребности в электроэнергии 1,5 млн домашних хозяйств, утверждают в компании. Проект предусматривает общую установленную мощность 13 ГВт и оценивается в 85 млрд юаней ($12,28 млрд).

По данным NEA, установленная мощность возобновляемых источников энергии в Китае в первом квартале продолжала расти, достигнув 47,4 ГВт, что на 86,5 % больше, чем за аналогичный период прошлого года, и составляет 80,3 % от общей вновь добавленной установленной мощности. Новые установленные мощности в ветроэнергетике выросли до 10,4 ГВт, а солнечной энергетики — до 33,66 ГВт, сказано в сообщении.

В первом квартале общая установленная мощность возобновляемых источников энергии в Китае достигла 1260 ГВт, включая 376 ГВт ветровой энергии и 425 ГВт фотоэлектрической энергии.

Выработка электроэнергии из возобновляемых источников также постоянно увеличивается: национальное производство электроэнергии из возобновляемых источников достигло 594 700 ГВт•ч, что на 11,4 % больше, чем в прошлом году, в том числе 342 200 ГВт•ч ветровой и солнечной энергии, что на 27,8 % больше, чем годом ранее.

Швейцарская компания Energy Vault к лету завершит строительство самых масштабных в мире площадок по аккумулированию электрической энергии в гравитационных системах. Один аккумулятор строится в США, а второй — в Китае. Энергия будет запасаться при подъёме 24-тонных блоков на высоту свыше 100 метров. Её выработка будет происходить в процессе контролируемого спуска блоков на уровень земли.

24-т блок для накопления энергии подъёмом на высоту. Источник изображения: Energy Vault

По словам проектировщиков, гравитационные аккумуляторы просты, надёжны, собираются из местных комплектующих, включая блоки, и могут работать в любых климатических условиях без специального контроля и сложного климатического оборудования. В момент избытка электрической энергии 24-т блоки подаются к лифтам и поднимаются на высоту. В США сооружение будет достигать в высоту 140 м, а в Китае — 120 м. Когда выработка электрической энергии падает, что актуально в случае солнечной и ветряной энергетики, блоки спускаются на лифтах вниз, раскручивая роторы генераторов и вырабатывая электричество.

За время спуска блока размерами 3,5 × 2,7 × 1,3 м со скоростью 2 м/с вырабатывается примерно 1 МВт электричества с КПД более 80 %. Здания гравитационного аккумулятора можно строить не только вверх, но и вширь, таким образом наращивая ёмкость хранения энергии. Например, хотя китайский аккумулятор будет ниже строящегося в США, за счёт большей площади сооружения он может хранить до 100 МВт·ч электричества, тогда как американский — всего 36 МВт·ч.

Блоки для запасания энергии изготавливаются на месте из прессованной земли. Добавляются только скрепляющие растворы не более 1 % на вес блока. Система простая и неприхотливая в эксплуатации. Разработчик даёт 35 лет гарантии на работу гравитационной аккумулирующей системы.

Строительство гравитационного аккумулятора в Китае

В Швейцарии компания Energy Vault с 2020 года эксплуатирует опытный аккумулятор ёмкостью 5 МВт·ч. Он подключён к местной электросети и является не просто демонстратором, а рабочим инструментом. Но это маленький по своим масштабам проект. Два новых проекта — один в США в Снайдере (штат Техас) и второй в Китае к северу от Шанхая — станут доказательством хорошего и надёжного масштабирования платформы.

15 апреля Германия закрывает три последние атомные электростанции в стране. Закрытие планировалось осуществить в конце 2022 года, но в связи с прекращением поставок газа по «Северным потокам» канцлер Германии Олаф Шольц единоличным решением продлил работу АЭС до 15 апреля 2023 года. С завтрашнего дня Германия формально станет страной без мирного атома, но на этом история с АЭС не закончится. Это наследие придётся хранить очень долго.

Источник изображения: Pixabay

Первый в Германии план по постепенному отказу от ядерной энергетики провёл в 2002 году тогдашний министр охраны окружающей среды Германии и представитель партии «зелёных» Юрген Триттин (Jürgen Trittin). Сегодня Триттин по-прежнему является членом Бундестага от партии «зелёных».

«Да, это важный день, потому что он завершает историю, а именно историю гражданского использования ядерной энергии, — сказал он, комментируя окончательное закрытие АЭС на этой неделе. — Но это не конец ядерной энергетики в Германии, мы всё еще имеем дело с тем фактом, что нам придется безопасно хранить самые опасные в мире отходы в течение миллиона лет».

Завершающие работу реакторы, как и реакторы остановленных два года назад атомных электростанций, потребуют годы поддержки до полной физической остановки. Это означает, что пять, десять и больше лет реакторы и сопутствующее оборудование придётся поддерживать в рабочем состоянии, тратя на них энергию и ресурсы.

На АЭС останется обслуживающий персонал пусть не в полном объёме, но в достаточном количестве, которому надо будет платить заработную плату. Затем предстоит утилизация радиоактивного топлива и «фонящего» оборудования, что также потребует серьёзных затрат и, наконец, всё это придётся очень и очень долго хранить под надлежащей защитой. Проще говоря, на этом история с АЭС в Германии не заканчивается, а переходит в новую фазу. Возможно, не такую опасную, как в случае угроз со стороны действующих реакторов, но тоже требующую к себе повышенного внимания.

После 2002 года направленная на постепенный отказ от АЭС в Германии политика была смягчена. Но всё снова изменилось после аварии на АЭС «Фукусима» в 2011 году в Японии. Тогдашний канцлер Ангела Меркель (Angela Merkel) приняла решение покончить с атомной энергетикой в Германии.

Следует сказать, что после нового года и до конца марта в Германии не утихали споры по поводу продления сроков эксплуатации или остановки оставшихся АЭС. Но в конце марта министр охраны окружающей среды Германии Штеффи Лемке (Steffi Lemke) из партии «зелёных» всего несколькими словами положила конец спору, который держал страну в напряжении в течение многих лет: «Риски ядерной энергетики в конечном итоге не поддаются контролю; вот почему отказ от ядерной энергетики делает нашу страну более безопасной и позволяет избежать увеличения количества ядерных отходов».

История мирного атома в Германии началась 17 июня 1961 года. Немецкая атомная электростанция впервые подала электроэнергию в сеть на АЭС «Каль» в Баварии. Много позже в лучшие годы электросети Германии в общей сложности обслуживало 19 блоков АЭС, поставляя до трети необходимых стране мощностей. Протесты против работы АЭС в стране были в 70-е и 80-е. Всплеск активности противников атомных электростанций подстегнула авария на Чернобыльской АЭС в СССР. Однако тогдашние власти Германии оставались непреклонны в отношении атомных электростанций.

Спустя 22 596 дней с тех событий и после жарких споров последние три немецкие атомные электростанции, все ещё находящиеся в эксплуатации, будут, наконец, остановлены, подытоживает DW.

Другие европейские страны намного раньше Германии начали отказываться от ядерной энергетики. Первой была Швеция, вскоре после Чернобыля заявившая о постепенном прекращении использования атомной энергии, как и Италия, которая после этой катастрофы тоже решила закрыть две свои атомные электростанции. На сегодняшний день только Италия оставила давнее категорическое решение в силе, тогда как Швеция отменила постепенный отказ от атомной энергетики ещё в 1996 году. Сегодня она располагает шестью атомными электростанциями, которые производят около 30 % необходимой стране электроэнергии.

Другие европейские страны, например, Нидерланды и Польша планируют расширить или вообще создать новые ядерные энергетические платформы. Бельгия, в свою очередь, отложила запланированный ранее постепенный отказ от использования атомной энергии. Франция, имея 57 реакторов, всегда была ведущей страной Европы в области ядерной энергетики, и таковой она намерена оставаться в будущем. В целом, 13 из 27 стран ЕС намерены использовать атомную энергетику в ближайшие годы, причем некоторые из них расширят свои мощности.

По мнению ряда немецких профильных организаций, прекращение использования атомной энергии в Германии не является хорошей идеей, учитывая энергетический кризис. Нехватку электрической энергии от остановленных АЭС компенсируют запуском электростанций на ископаемом топливе, что в свете ненадёжности поставок ресурсов, климатической политики и дороговизны энергоносителей «не может не вызывать доверия», как выразились в KernD. «Ни в какой энергии, кроме атомной, нет смысла, если необходимо наращивать энергетику», — сказали в организации.

По данным Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), в настоящее время в мире действуют 422 ядерных реактора, средний возраст которых составляет около 31 года. В то же время МАГАТЭ утверждает, что нет никаких признаков того, что ядерная энергетика переживает ренессанс: «Пик производства атомной энергии пришелся на 1996 год — 17,5 %, а в 2021 году этот показатель упал ниже 10 % — самый низкий за последние четыре десятилетия».

И всё же, Китай, Россия и Индия, в частности, планируют строительство новых атомных электростанций. Китай хочет построить еще 47 станций и уже производит больше ядерной энергии, чем Франция. Но АЭС будут появляться не только в развивающихся странах. Даже Япония хочет вернуться к использованию атомной энергии, несмотря на землетрясение и цунами 2011 года, которое привело к катастрофе на АЭС «Фукусима» и проблемах на других АЭС.

В последние годы некоторые реакторы в Японии были возвращены в строй. Теперь японское правительство приняло решение построить новые реакторы и позволить старым работать до 70 лет. «Мы должны полностью использовать ядерную энергию», — недавно заявил как отрезал премьер-министр Фумио Кисида (Fumio Kishida). Опросы показывают, что, несмотря на длительный период сопротивления, поддержка использования АЭС среди населения Японии постепенно растет. Но для Германии в этом вопросе поставлена точка. По крайней мере, с позиций действующей власти.

Компания Tesla намерена открыть в Шанхае новый завод Megafactory, позволяющий выпускать до 10 тыс. систем стационарного хранения электроэнергии Megapack каждый год. Информация об этом опубликована компанией в Twitter в воскресенье.

Источник изображения: Tesla

Каждый модуль Megapack, по сути, представляет собой очень большой аккумулятор, сохраняющий энергию, помогающий стабилизировать работу локальных электрических сетей и предотвращающий перебои с энергоснабжением. Подобные энергохранилища позволяют операторам энергосетей оперировать излишками энергии, обеспечивая передачу необходимого электричества между муниципальными округами и более крупными административными единицами. Кроме того, наличие Megapack позволяет запасать энергию из непостоянных источников вроде ветряных электростанций и использовать её, когда спрос выше ожидаемого или когда в энергосети случился сбой.

Сегодня Megafactory в Калифорнии может выпускать до 10 тыс. Megapack каждый год. В воскресенье глава компании Илон Маск (Elon Musk) заявил в Twitter, что завод в Китае будет дополнять производственные мощности в США. Продавать новые Megapack планируется по всему миру.

Компания планирует начать строительство завода уже в третьем квартале текущего года, а производство, как сообщает агентство «Синьхуа», начнётся во втором квартале 2024 года. От самой Tesla и Илона Маска (Elon Musk) дополнительных комментариев пока не поступает.

Известно, что завод станет дополнением к производству электромобилей Tesla, уже имеющемуся в Шанхае. Как сообщает Reuters, компания намерена использовать преимущества развитой цепочки поставок аккумуляторов из Китая для повышения объёмов выпуска Megapack и снижения их себестоимости — на фоне глобального роста спроса на подобную продукцию во всём мире в рамках перехода на «зелёную» энергию. Хотя Tesla зарабатывает львиную долю средств на электромобилях, Маск преисполнен намерений и далее расширять сферу деятельности компании — увеличивая долю её бизнеса, связанного с солнечной энергией и энергохранилищами.

При этом не все проекты Маска успешны. Так, за семь лет Tesla установила только 3 тыс. комплектов «солнечной кровли» Solar Roof в США — намного меньше, чем планировалось.

Компания Georgia Power сообщила, что реактор проекта AP1000 компании Westinghouse на площадке АЭС Vogtle в штате Джорджия запустил самоподдерживающуюся реакцию ядерного деления. Это первый построенный за 30 лет в США ядерный реактор и первый по проекту AP1000. Ввод энергоблока в эксплуатацию ожидается к маю или июню этого года после комплексных испытаний реактора и повышения нагрузки до номинального значения 1250 МВт.

Энергоблок Vogtle 4. Источник изображения: Georgia Power

Строительство двух реакторов AP1000 поколения III+ с полностью пассивными системами безопасности и модульной конструкцией началось в 2013 году. Вскоре с реализацией проекта начались трудности, что в итоге заставило компанию Toshiba оформить банкротство дочерней компании Westinghouse и искать деньги, чтобы не обанкротиться самой. Как следствие этого процесса подразделение по производству флеш-памяти Toshiba было продано консорциуму сторонних компаний.

Достройкой реактора Vogtle 3 занялись местные компании Southern Nuclear и Georgia Power, с чем они справились. До этого четыре реактора по проекту AP1000 смогли построить в Китае местные компании. Юридически продажа Westinghouse корпорациям Cameco и Brookfield Renewable Partners должна быть закрыта до конца текущего года. Toshiba купила Westinghouse в 2006 году.

На площадке АЭС Vogtle строится ещё один реактор AP1000 — Vogtle 4. Для Westinghouse и её новых хозяев продолжение работы и запуск второго модуля важны в дальнейшей перспективе. Представители Westinghouse уже заключили предварительную договорённость о строительстве до шести реакторов AP1000 в Польше. Аналогичные договорённости готовятся с властями Болгарии и Украины. Причём для украинских АЭС Westinghouse производит топливные сборки, что откроет перед ней возможность поставлять топливо на существующие атомные электростанции, построенные по советским и российским проектам.

В отличие от Европы США не собираются отказываться от мирного атома и по мере сил восстанавливают пробелы, сделанные предыдущими властями в отношении поддержки атомной индустрии. Достижение реактором Vogtle 3 стадии первой критичности подтверждает, что многое сохранено. И, кстати, если верить слухам, специалисты Westinghouse сейчас помогают французам достроить атомные реакторы во Франции. Местная компания EDF, как выясняется на практике, тоже растеряла компетенции, но это уже другая история.

Единство стран Европейского союза разошлось в вопросе считать ли атомную энергетику и всё, что с ней связано полезным для климата Земли или нет? Оспорить использование мирного атома пытается Германия и ряд поддержавших её стран, тогда как возглавляемая Францией коалиция шаг за шагом продавливает идею озеленения энергетики с помощью атомной энергии. По крайней мере, власти ЕС разрешили Франции производить «зелёный» водород энергией с АЭС.

Источник изображения: Pixabay

Производство водорода с помощью атомной энергетики — это лишь часть глобальной водородной Директивы ЕС. Европейский союз вслед за США принимает меры для снижения зависимости от ископаемых источников топлива и, в первую очередь, от природного газа. В этих планах водороду отводится главная роль. Пакет мер по водородной Директиве был представлен в декабре 2021 года, а заключительное голосование по нему прошло 9 февраля.

Комитет по промышленности, исследованиям и энергетике ЕС поддержал полное соглашение 62 голосами за и двумя против. Против ряда нормативных актов Директивы голосовали 17 человек, а 54 отдали голоса в их поддержку. На следующем этапе пакет мер в рамках водородной Директивы должен быть утверждён полным составом Европейского парламента, что произойдёт в марте. После этого последуют переговоры с 27 странами участницами ЕС.

Активно против принятых мер и актов голосует Германия и возглавляемая ею коалиция. У Германии нет собственной атомной энергетики, и она пытается заблокировать любые льготы для этого сектора. Представители Германии, например, заблокировали очередной раунд переговоров по Директиве о возобновляемых источниках энергии, которая охватывает более широкий круг проблем, чем Директива о водороде. Германия утверждает, что пока нет полной ясности в отношении происхождения возобновляемого водорода, атомную энергетику нельзя считать «зелёной».

Тем не менее, Франция получила разрешение на производство именно «зелёного» или возобновляемого водорода с применением энергии от атомных электростанций. В дальнейшем такой водород будет использоваться в ЕС как источник энергии для энергетически ёмких отраслей, например для выплавки стали. Примечательно, что водород в ЕС не планируют использовать для отопления жилищ граждан. Принято, что этот сектор обеспечат тепловые насосы и возобновляемые источники энергии.

Поскольку газотранспортная система масштаба прокачки природного газа будет больше не нужна (раз она не потребуется для нужд отопления), почти вся сегодняшняя инфраструктура будет уничтожена либо сведена до минимума, лишь бы обеспечить промышленных потребителей. По этому поводу у стран ЕС есть разногласия. Зелёные считают, что газотранспортную систему необходимо полностью уничтожить, чтобы нефтегазовые компании не получили преимущества. Иначе это будет, как пустить лису в курятник. Только созданная с нуля система распределения водорода обеспечит равные конкурентные условия для развития зелёной энергетики.

Согласно принятым нормативам, на каждый килограмм выработанного с помощью АЭС водорода H₂ производится 2,77 кг CO₂e (эквивалента CO₂). Примерно столько же углекислого газа производится при выработке водорода с помощью ветровой и солнечной энергетики. В принципе, любой водород с выработкой менее 3,38 кг CO₂ на 1 кг H₂ принято считать низкоуглеродным, поэтому атомная энергетика легко помещается в зелёный диапазон. Но бюрократическая борьба ещё не окончена и Германия надеется хоть в чём-то взять реванш.

Список компаний, выбранных для строительства на территории Европейского союза малых модульных атомных реакторов, пополнился британской Rolls-Royce. Ранее для аналогичных программ были выбраны компании NuScale и GE Hitachi. Компания Rolls-Royce подписала Меморандум о взаимопонимании с польской компанией Industria, тогда как NuScale рассчитывает начать покорение Европы с Румынии, а GE Hitachi — с Эстонии.

Источник изображения: Rolls-Royce

Следует сказать, что основная идея государственной компании Industria, которая является частью открытого акционерного общества Industrial Development Agency JSC (IDA), заключается в создании сети атомных электростанций для производства «низкоуглеродного» водорода. Будущий кластер, помимо обеспечения польских потребителей электроэнергией, будет производить от 50 тыс. т водорода в год.

Первый типовой проект малого модульного реактора Rolls-Royce предусматривает энергетический объект мощностью 470 МВтэ. Это уменьшенная копия водяного реактора под давлением, что облегчает проектные работы и сертификацию, но ведёт к кратному увеличению объёмов ядерных отходов (мощность реактора падает на порядок, а объём материалов для реактора уменьшается не столь сильно). В Великобритании первый реактор по данному проекту обещают ввести в эксплуатацию в 2029 году, но разрешение на строительство будут получать не раньше середины 2024 года.

Согласно предварительной договорённости с Industria, первый в Польше кластер из реакторов Rolls-Royce может включать до трёх установок. Также рассматривается возможность заменить более 8 ГВт мощностей угольных электростанций в южной Польше на ММР Rolls-Royce с 2030 по 2040 годы.

Это не единственный атомный проект для Польши. Страна находится в начале процесса широкомасштабного перехода на атомную энергию в рамках планов по декарбонизации. Так, в прошлом году правительство страны выбрало реакторы AP1000 компании Westinghouse для первой части плана по строительству к 2040 году шести полномасштабных реакторов мощностью до 9 ГВт, а южнокорейская Korea Hydro & Nuclear Power согласовала отдельный план строительства АЭС в Патнове с польскими компаниями ZE PAK и Polska Grupa Energetyczna.

Не менее амбициозные планы по строительству в Польше малых модульных реакторов. В частности, неделей ранее компания PKN Orlen заявила, что готовится объявить места для размещения до 79 реакторов SMR BWRX-300 компании GE Hitachi Nuclear Energy. Также в прошлом месяце французская EDF подписала соглашение с компанией Respect Energy о разработке проектов ядерной энергетики на основе технологии Nuward SMR.

В июле 2022 года производитель меди и серебра компания KGHM Polska Miedz SA подала заявку в Национальное агентство по атомной энергии Польши об оценке электростанции VOYGR SMR компании NuScale. KGHM заявляет, что её целью является развертывание первой электростанции NuScale VOYGR SMR в Польше уже в 2029 году. Черты будущего энергетики Польши и значительной части Европейского союза меняются так быстро и так сильно, что остаётся только удивляться, о чём все думали раньше?

Свежий анализ Международного энергетического агентства (МЭА) раскрывает, что к 2025 году в мировом энергетическом секторе произойдёт переломный момент. К этому времени энергия из возобновляемых источников начнёт доминировать в мировой генерации, что подчеркнёт закат ископаемой энергетики. К этому подталкивает сама природа, которая беспощадна к людям за последствия загрязнений.

Источник изображения: Pixabay

Данные последних лет показывают, что рост поставок возобновляемой энергии опережает рост генерации с помощью ископаемого топлива. В ближайшие несколько лет почти все новые поставки электроэнергии в мире будут осуществляться за счет возобновляемой и ядерной энергии, что благоприятно скажется на климате — ограничит выбросы и загрязнение.

В частности, до 2025 года безуглеродная энергетика удовлетворит во всём мире свыше 90 % нового спроса на электроэнергию. И большая часть этой энергии будет поступать из возобновляемых источников, включая солнечную, ветровую и гидроэнергетику. Также свой вклад внесёт ядерная энергетика, временно признанная чистой, но ядерный ренессанс будет сравнительно скромный, считают аналитики. Тем не менее, всё вместе приведёт к переломному моменту в энергетике и к её решающему «озеленению».

В 2022 году выбросы углекислого газа достигли пика, находят в МЭА, но дальше эти показатели выйдут на плато и начнут снижаться. «Мы близки к переломному моменту для выбросов в энергетическом секторе», — заявил сегодня в пресс-релизе исполнительный директор МЭА Фатих Бироль (Fatih Birol).

Если говорить предметно, то к 2025 году аналитики МЭА ожидают, что на долю возобновляемых источников придётся 35 % мирового производства электроэнергии. Доля угля в генерации снизится до 33 %. Природный газ сохранит вклад в выработку электричества на уровне 20 %, а атомная энергетика увеличит свою долю до 10 %.

Специалисты подчёркивают, что глобальное изменение климата уже негативно сказывается на выработке электроэнергии, заставляя снижать поставки ветряной и гидроэнергетики, а также тормозя работу атомной генерации за счёт обмеления водных ресурсов. Всё это указывает на усиление зависимости от природы и заставляет серьёзнее относиться к сокращению генерации за счёт ископаемого топлива. Мировой системе электрогенерации жизненно важно становиться устойчивее и чище, тут двух мнений быть не может, уверены в МЭА.

Эстонская компания Fermi Energia выбрала малый модульный реактор BWRX-300 компании GE Hitachi для первой в стране атомной электростанции. Реактор станет для Эстонии и зарубежных клиентов источником «чистого» электричества мощностью 300 МВтэ. Впрочем, для начала строительства придётся серьёзно изменить законодательство страны в области атомного регулирования, что должно произойти в кратчайшие сроки.

Малый модульный реактор BWRX-300 в представлении художника. Источник изображения: GE Hitachi

В сентябре 2022 года эстонская Fermi Energia объявила конкурс на проекты малых модульных реакторов, к главным преимуществам которых относятся сравнительно быстрое строительство, относительно небольшие затраты и повышенная безопасность эксплуатации. На конкурс были представлены проекты установок GE Hitachi, NuScale и Rolls-Royce. Заявки подавались к декабрю с полной технической документацией, необходимой для оценки стоимости строительства. По словам компании, при выборе технологии критериями были технологическая зрелость, создание эталонной установки, экономическая конкурентоспособность и участие эстонских предприятий в цепочке поставок.

На днях Fermi Energia сообщила о сделанном выборе. В качестве рабочего проекта выбран реактор BWRX-300 GE Hitachi. На этот выбор самое решительное влияние оказало то, что аналогичная установка будет построена в Канаде. Точнее проект BWRX-300 принят канадским регулятором для лицензирования и вскоре может начаться подготовка к строительству. Всё идёт к тому, что это будет вообще первый малый модульный реактор, построенный на североамериканском континенте. Это пока ещё не рабочая установка (как требовали условия контракта), но у остальных разработчиков нет даже этого. Реактор NuScale прошёл ряд важных этапов в получении лицензии, но заявка на начало строительства в США будет подаваться не раньше первого квартала 2024 года.

Другим важным преимуществом реактора BWRX-300 необходимо считать то, что он использует традиционное топливо, тогда как для работы реактора NuScale потребуется топливо на основе металлического высокопробного низкообогащённого уранового топлива (HALEU) с содержанием изотопа урана-235 на уровне 20 % (в обычном топливе его не более 5 %). В достаточном количестве топливо HALEU есть только у России и эстонская компания, вероятно, посчитала такую зависимость лишней.

Реактор BWRX-300

Наконец, принцип работы реактора BWRX-300 опирается на давно используемую в больших установках схему кипящих водо-водяных реакторов, у которых вода превращается в перегретый пар в активной зоне. Это всё многократно проверено на практике и очень надёжно, но при этом за счёт масштабирования в меньшую сторону приведёт к кратному увеличению радиоактивных отходов. Пожалуй, это единственный серьёзный минус у ММР, построенным по классическим схемам.

Выбор реактора BWRX-300 для реализации в Эстонии запускает процедуру разработки детального проекта для составления сметы. Дальше в дело должны вступить законодатели, чтобы создать правовую основу для реализации проекта. После этого будет запущен поиск и сертификация мест для строительства реактора. К моменту запуска стройки в Эстонии проект BWRX-300 должен во всю развиваться в Канаде, на что эстонцы сильно рассчитывают, так как в мире нет ещё ни одного такого реактора и чей-то опыт поможет избежать многих ошибок на месте. В конечном итоге ММР BWRX-300 компания Fermi Energia рассчитывает запустить к Рождеству 2031 года. Для GE Hitachi, которая надеется подмять под себя европейский атомный рынок, это будет делом чести.