Изменение климата и энергетика. Задачи и возможности.

Изменение климата и энергетика.
Задачи и возможности.
В.Г. Барьяхтар.
Физмат факультет
Email
[email protected]
Как показывает статистика, качество
жизни в данной стране определяется
количеством производимой энергии на
душу населения.
Таблица 1.
США
АНГЛИЯ
ЯПОНИЯ
ФРАНЦИЯ
КАНАДА
Е1 (МВЧ) 12,5
5,8
7,3
8,2
18,5
D1(Тыс.
$)
21,4
32,4
24,9
20,0
Л1 (М/Ж) 76/80
74/80
77/83
74/82
75/82
млн.чел.
59
126
59
30
Страна
29,3
270
Таблица 1.
страна
Украина Россия
Китай
Индия
Е(м.в.ч)
4,1
5,9
0,7
0,4
Д(тыс.$)
0,85
2,3
0,75
0,43
Л(М/Ж)
58/73
58/72
69/72
59/60
(млн.ч)
47
147
1240
980
• Население индустриальных стран
живет на 15 лет дольше, чем в
Украине.
• Вывод: Хочешь жить луче –
производи больше энергии на душу
населения.
• Вопрос: где брать энергоносители?
энергоносители
• 1.Уголь - C  O2
• 2.Нефть, Газ
 CO2  Q1
C  O2  CO2  Q1 ,
H 2  O  H 2O  Q
• Уран - 235
U
235
 n  A1  A2  2,5n  Q3
ОТХОДЫ
• Тепловые (огненные)
технологии
• Ядерные технологии
• 1.Короткоживущие
радионуклеиды (иод,
1 неделя)
• 2. Период жизни 2030 лет (Цезий,
Стронций)
• Долгоживущие.
Период жизни сотни
и тысячи лет
CO2 H 2O
• Ядерная энергетика. Отходы
тщательно собираются и хранятся под
специальным контролем
• Огневые технологии. Отходы
неорганизованным образом
выбрасываются в атмосферу
Парниковые газы и кислотные дожди
Таблица 1. Эмиссия CO
. 2
Количество метрических тонн.
1
2
3
4
5
6
страна
Мир в целом
Европейский Союз
США
КНР
Россия
Индия
Япония
Германия
Великобритания
т
24.1
3,7
5,8
3,5
1,4
1.2
1.2
0,8
0,54
%
100
15,3
24,3
14,5
5,9
5,1
5,0
3,3
2,3
т/ч
3,6
20,1
2,7
9,9
1,2
9,4
9,8
9,2
Распределение топлива и выбросов СО2 в
1973 и 2005 гг
1973
2005
Уголь
34.9%
Газ
14.4%
Нефть
50.7%
Газ
19.7%
Другие
0.3%
Нефть
39.5%
15661 Мт СО2
27136 Мт СО2
Уголь
40.5%
Корреляция изменений температуры
и содержания двуокиси углерода
Антропогенные выбросы СО2 (ГтС/год)
Временная зависимость уровня содержания СО2 в
атмосфере при различных темпах выброса этого
газа в атмосферу
Текущие антропогенные
выбросы СО2
Годы
2005
Гидро
2.2%
Ядерная эн.
6.3%
Возобнов. ист.
и отходы
10.0%
Другие
0.5%
Уголь
25.3%
Природ. газ
20.7%
Нефть
35.0%
11435 Мтнэ
Проблемы огневой энергетики
•
•
•
•
1.Нефть. Запасы 50 – 100 лет
2.Газ. Запасы 50 – 100 лет
3. Уголь. Запасы 500 лет
4.Технологии огневой энергетики в их
современном виде приведут к
экологической катастрофе к 2050 –
2100годам (Доклад акад. М.З.
Згуровского)
Проблемы современной ядерной
энергетики
• Реакторы на тепловых нейтронах .
Уран – 235. Его всего 0.7%. Хватит на 50 лет
• Реакторы на быстрых нейтронах.
Уран – 238. Его 99.3%. Хватит на 500 лет.
Лейпунский А.И.
Пока есть один промышленный реактор в
России. Россия, Индия, США.
• Отходы.
• Реакторы 4 поколения.
Реакторы 4 поколения.
• Реакторы на быстрых нейтронах.
• Реактор + ускоритель
• Реакторы по переработке
радиоактивных ядер в
нерадиоактивные ядра. (Реакторы –
трансмутаторы )
Все идеи этих реакторов
сформулированы. Активно ведутся
работы в России, США, Франции
Реакторы 4 поколения.
• Проблемы
• 1. Материалы.
• 2. Сильноточный ускоритель
• 3 Конструкции
Украина участвует силами НЦ «ХФТИ»
Вызов инженерам и ученым 21 века: Что
делать?
• Энергосберегающие технологии везде.
КПИ+
• Возобновляемые ресурсы. КПИ+
• Огневые технологии без выбросов
парниковых газов и кислотных дождей.
КПИ - слабо. Патон Б.Е. - безотходные
топки.
• Ядерные реакторы 4 –го поколения.
КПИ -явно недостаточно
Украина
• Уголь – на 500 лет
• Уран – на 5000 лет в реакторах 4 –го
поколения.
• Безотходные огневые технологии
• Ректоры 4- го поколения
Выводы
• Мир обеспечен достаточным количеством
урана и угля на многие столетия.
• Сформулированы идеи как избежать
экологическую катастрофу средины
нашего века.
• Залог успеха – творческий труд инженеров
и ученых по созданию безотходных печей
и реакторов 4 –го поколения.
Спасибо за внимание.