Энергетика через 50 лет: атомные реакторы четвёртого поколения, «горючий лёд» и тепло из глубин земли

В конце июня в Томском политехническом университете впервые прошёл международный энергетический форум. Три дня более 400 экспертов из России, Китая, Турции, Белоруссии и Узбекистана обсуждали будущее энергетики — от атома до угля, от газопроводов до геотермального тепла.

На открывающем томский форум пленарном заседании участники, представляющие разные отрасли энергетики, попытались ответить на вопрос: как будет выглядеть энергетика через полвека?

— Хочу, чтобы вы представили, какой будет энергетика через 50 лет. Для ТПУ это важно, чтобы планировать горизонт развития науки, техники и образования, — обозначил задачу и. о. ректора ТПУ Леонид Сухих. — Сегодня в университет поступают ребята, которые через 50 лет будут ключевыми лидерами и теми, кто претворит в жизнь будущее, о котором мы сейчас говорим.

Начальник отдела стратегического анализа АО «Прорыв» Андрей Каширский напомнил, что современные АЭС рассчитаны на 60, 80 и даже 100 лет эксплуатации — а значит, стратегический горизонт в этой отрасли принципиален как нигде. По его словам, главный вызов атомной энергетики — ресурсный.

— Нам важно расширять минерально-сырьевую базу, снижать удельное потребление природного урана для тех станций, которые на нем работают. Важно масштабировать, создавать ядерные энергетические системы четвертого поколения, которые будут работать на делящемся материале, который мы будем получать из отработавшего ядерного топлива и на основе актуального урана. И того и другого в России накоплено существенное количество, мы имеем возможность развить достаточно крупный парк быстрых реакторов на базе этих материалов, — отметил Андрей Каширский.

Важной частью стратегии остаётся экспортный потенциал. Первый полноценный реактор четвёртого поколения сейчас создаётся в Северске. Принципиально, что он не предполагает наработки оружейного плутония — это открывает возможность для международного сотрудничества без рисков распространения ядерного оружия.

По словам эксперта, в ближайшие 30 лет будет идти параллельное развитие парка быстрых реакторов и совершенствование уже существующих технологий.

Заместитель генерального директора по информационным технологиям «Газпром трансгаз Томск» Роман Шепелев говорил о газовой отрасли с не менее длинным стратегическим горизонтом.

Газотранспортная система страны в ближайшие годы существенно изменится. В прошлом году подписано соглашение по строительству «Силы Сибири — 2». В ближайшей перспективе соединят «Силу Сибири» и трубопровод «Сахалин — Хабаровск — Владивосток», а второй экспортный маршрут на Китай появится в районе Дальнереченска. В итоге Россия получит единую газотранспортную систему.

— Когда мы начинали осваивать месторождения, глубина залегания была 1,5–2 километра: понятный сухой газ, понятные технологии. По мере выработки месторождений мы ушли на большие глубины — другой состав газа, другие технологии добычи. Это даёт новый импульс для инженерной школы, — рассказал Шепелев.

Давление в трубопроводах выросло с 50 до 100–120 атмосфер, что потребовало новых технологий сварки и новых труб — сегодня они полностью производятся в России.

Среди внешних вызовов Шепелев назвал давление в пользу перехода на возобновляемые источники, отказ от долгосрочных контрактов, санкции и дефицит трудовых ресурсов. Ответом становится цифровизация и роботизация.

— Цифровые роботизированные комплексы — это единственный доступный инструмент для повышения нашей эффективности, — констатировал Роман Шепелев.

Неожиданно полемичным оказалось выступление директора АНО «Научно-образовательный центр «Кузбасс-Донбасс» Ирины Ганиевой. Вопреки привычному нарративу об «умирающем» угле, Ганиева привела цифры: мировое потребление угля за последние 10 лет выросло вдвое и сегодня составляет 9 млрд тонн в год. Его доля в мировой энергетике стабильна — 34–37%. Энергетическая стратегия России до 2050 года не предполагает снижения добычи.

— В России 272 млрд тонн разведанных запасов угля. При нынешнем уровне добычи этого хватит более чем на 500 лет. Это наша самая устойчивая энергетическая база, — подчеркнула Ганиева.

Однако особо эксперт остановилась не столько на добыче угля, сколько на необходимости его глубокой переработки. Сегодня из угля теоретически можно получить более 250 полезных продуктов, однако, Россия фактически ограничивается обогащением. Половина добываемого угля уходит на экспорт.

— Давайте наберёмся смелости и откроем в России глубокую переработку угля по-настоящему. Это технологии газификации и гидрогенизации, синтез-газ, полимеры, сырьё для медицины, удобрения, углеволокно, — призвала она. — Будущее угольной промышленности — углехимические индустриальные парки.

В России за последние 10 лет в Роспатенте зарегистрировано 683 технологии глубокой переработки угля. Научная база есть — в том числе в Томском политехе, который Ганиева назвала «ярким участником» кузбасской угольной науки.

Академик РАН, научный руководитель Института теплофизики СО РАН Сергей Алексеенко поставил под сомнение универсальность «зелёной» повестки применительно к России. По его словам, западный сценарий развития мировой энергетики предполагает, что к 2050 году 90% электроэнергии будет производиться из возобновляемых источников, прежде всего солнца и ветра. По словам эксперта, для нашей страны такой вариант неприменим.

— Для России такой подход в принципе неприемлем. Получать тепло из солнечных и ветровых источников в глобальном смысле — это глупость. Мы — самая холодная страна, почти половина мирового теплоснабжения приходится на Россию, — сказал академик.

По его словам, куда перспективнее — петротермальная энергия: тепло сухих горных пород на глубинах 5, 10 и даже 20–25 километров. Её запасы настолько велики, что теоретически могут обеспечить человечество энергией на весь период его существования.

— Ни один вид энергии не обладает такими преимуществами, как геотермальная. И главное — она экологически чистая, — подчеркнул Алексеенко.

При этом академик не сбрасывает со счетов органическое топливо: по оптимальному сценарию, к 2100 году около 40% электроэнергии будет производиться из него — но при обязательном улавливании углекислого газа.

Пленарное заседание показало: единого сценария для энергетики будущего не существует. Атом, уголь, газ, геотермальное тепло — каждое из этих направлений имеет свою логику, своих сторонников и свои горизонты. Задача университета, по словам Леонида Сухих, — готовить людей, которые смогут работать с этим будущим во всей его сложности.

Фото: Савелий Петрушев

Подписывайтесь на наш телеграм-канал «Томский Обзор».