Мирный атом

Зеленый атом: как ядерная энергия спасает планету от выбросов CO₂

Выбросы углекислого газа и, как следствие, парниковый эффект нагревают нашу планету. Для борьбы с ним все больше стран отказываются от ископаемого топлива. Ядерная энергия — одна из наиболее эффективных альтернатив. Сегодня расскажем, как именно она спасает планету.
Потрескавшаяся сухая земля с каплями воды
Как атомная энергетика спасет планету от глобального потепленияИсточник: Freepik

Оставить свой след

Экологи по всему миру давно говорят о глобальном потеплении и о том, как влияют на климат выбросы CO₂. Чтобы этот процесс можно было измерить, эксперты ввели термин «углеродный след» — это общий показатель всех парниковых газов, которые выбрасываются в атмосферу в результате человеческой деятельности прямым или косвенным образом. Подсчитано, что основная часть углеродного следа возникает от сжигания ископаемого топлива (угля, нефти и газа) для производства электроэнергии, транспорта и отопления.

Диаграмма углеродного следа планеты от разных стран
Вклад стран в глобальное потеплениеИсточник: sibforum.sfu-kras.ru

Но разные источники энергии выделяют различное количество парниковых газов при сгорании. Так уголь производит примерно в 2 раза больше CO₂ на единицу энергии по сравнению с природным газом. Углеродный след от использования природного газа ниже, чем от угля, но все же требует внимания к процессам, связанным с его добычей и транспортировкой, так как при этом может происходить утечка метана, который также является мощным парниковым газом. Нефть чаще используется в транспортном секторе, но некоторые электростанции также могут использовать нефтяное топливо (мазут). При его сгорании также образуется значительное количество парниковых газов.

Диаграмма сравнения выбросов углекислого газа и метана от сжигания разных видов ископаемого топлива
Сравнение выбросов углекислого газа и метана от сжигания разных видов ископаемого топливаИсточник: scijournals.onlinelibrary.wiley.com

Солнечные, ветровые, гидро-, а также ядерные электростанции практически не вырабатывают CO₂ в процессе генерации электроэнергии. Их углеродный след связан с производством и установкой оборудования, а также добычей топлива и утилизацией отходов в случае АЭС. Он значительно ниже по сравнению с использованием ископаемых источников. Поэтому ученые и инженеры по всему миру стремятся, чтобы доля общемирового использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и атомной энергии к концу 2050 года увеличилась до 57−70% за счет внедрения новых технологий. Срез за 10 лет общемирового потребления первичной энергии по видам топлива наглядно показывает, как им удается это на практике.

Структура потребления ПЭР в мире
Потребление первичной энергии по видам топлива в мире за 2021 год
Структура потребления ПЭР в мире, 2050 г
1 - Структура потребления ПЭР в мире, 2011 г.; 2 - Потребление первичной энергии по видам топлива в мире за 2021 год; 3 - Структура потребления ПЭР в мире, 2050 г.

Германия и ее энергетическая политика

Один килограмм урана может выработать такое же количество энергии, как несколько при сжигании тонн угля. Производство атомной энергии не только высокоэнергоэффективно, но имеет практически нулевой углеродный след, и это, конечно, делает его очень привлекательным. Тем более, что далеко не все страны имеют достаточные запасы ископаемого топлива.

На сегодня 31 страна использует 192 атомные электростанции для производства энергии при помощи 438 энергоблоков. Лидирующие позиции занимают США, за ними следуют Франция и Япония. Атомные электростанции в мире производят 391 878 мегаватт электроэнергии.

В России функционирует десять атомных электростанций с 33 энергоблоками. По объему выработки страна находится на восьмом месте.

Диаграмма долей стран в общей выработке атомной энергии
Доля стран в общей выработке атомной энергииИсточник: rosatommd.ru

В 2011 году, после катастрофы на японской АЭС «Фукусима» под давлением общественности и экологических движений Германия экстренно остановила восемь реакторов, а оставшиеся было решено закрыть к 2022 году. Ранее в Германии уже предпринимались попытки отказаться от АЭС: первый такой план был утвержден в 1998 году. Однако мировой финансовый кризис 2008—2009 годов затормозил его реализацию.

Из-за энергетического кризиса, вызванного резким снижением поставок природного газа из России, было принято решение продлить работу трех последних немецких атомных энергоблоков до весны 2023 года. Эти реакторы обеспечивали стабильность электроснабжения в зимний период. Сейчас они находятся в процессе демонтажа, а Германия закупает недостающую электроэнергию у европейских стран.

За 14 лет страна увеличила долю возобновляемых источников энергии, временно полагаясь на уголь и природный газ для обеспечения стабильности энергоснабжения. Более чем за 10 лет программы «Энергетический переход» (Energiewende) по всей стране значительно увеличилось количество солнечных панелей и появились буквально солнечные фермы. Современная Германия — один из мировых лидеров по установленной мощности ветряных турбин. Развиваются технологии хранения избыточной энергии в аккумуляторах и политика энергоэффективности.

Отказ Германии от атомной энергии создает давление на соседние страны, например, Францию, которая продолжает полагаться на ядерные установки. Это ведет к различиям в энергетической политике и экономических моделях. А вот Китай и Россия активно развивают свои ядерные программы, рассматривая атомную энергетику как способ снижения углеродных выбросов и обеспечения энергетической безопасности.

Ранее мы рассказывали, как радиация стала одной из главных технологий в промышленности и сельском хозяйстве.