4 альтернативы урану в чистой энергетике

Каролина Бантон имеет более чем 6-летний опыт работы в качестве внештатного автора статей о бизнесе и финансах. Она также пишет биографии для компании Story Terrace.

Рецензент: Чип Стэплтон

Чип Стэплтон — обладатель лицензий Series 7 и Series 66, экзамена CFA Level 1 и в настоящее время имеет лицензию на страхование жизни, несчастных случаев и здоровья в штате Индиана. Имеет 8-летний опыт работы в сфере финансов, от финансового планирования и управления благосостоянием до корпоративных финансов и FP&A.

Проверка фактов


Факты проверены Сюзанной Квилхауг

Сюзанна — специалист по маркетингу контента, писатель и специалист по проверке фактов. Она получила степень бакалавра в области финансов в Бриджуотерском государственном университете и помогает разрабатывать контент-стратегии для финансовых брендов.

Авария на АЭС «Фукусима», произошедшая в Японии в марте 2011 г., заставила многих наблюдателей поставить под сомнение использование урана в качестве источника атомной энергии и, возможно, усомниться в чистой энергетике в целом. Однако такой вывод, возможно, был преждевременным, поскольку в ядерном цикле для получения энергии могут использоваться и другие элементы. Кроме того, существуют более безопасные и качественные альтернативы ядерной энергии, которые наносят гораздо меньший вред окружающей среде. Так что же мы используем вместо урана в ядерной энергетике?

Некоторые альтернативные источники энергии существуют уже несколько поколений. К ним относятся торий, солнечная энергия, природный газ и водород. Вполне вероятно, что в современную эпоху правительство и ученые будут все чаще обращаться к этим альтернативам при создании устойчивых источников энергии. В марте 2019 г. был вновь представлен двухпартийный законопроект Nuclear Energy Leadership Act, призванный «стимулировать инновации в области ядерной энергетики и гарантировать, что современные реакторы смогут обеспечить чистую, безопасную, доступную и надежную энергию для удовлетворения национальных и глобальных энергетических потребностей».

В июле 2020 г. закон о лидерстве в области ядерной энергетики был включен в закон о полномочиях в области национальной обороны (NDAA) на 2021 финансовый год, и NDAA (с включенным в него NELA в виде поправки) был принят Сенатом США. (Закон вступил в силу 1 января 2021 г.).

Основные выводы

• Существует множество экологически чистых альтернативных источников топлива и энергии, которые могут быть использованы вместо урана, причем некоторые из них существуют уже несколько поколений.
• Энергия солнца, получаемая с помощью солнечных батарей, — это богатый, неисчерпаемый и, пожалуй, самый известный из альтернативных источников энергии.
• Торий — богатая альтернатива урану, а технология его использования существует с 1960-х годов.
• Природный газ — еще одна хорошая альтернатива не только урану, но и нефти.
• Водород может быть использован в сочетании с топливным элементом для обеспечения транспорта и источника энергии.

Торий

Торий — элемент, который может быть использован в качестве топлива в ядерном цикле. Он является альтернативой урану, а технология, позволяющая использовать торий, существует с 1960-х годов. Многие ученые и другие специалисты выступают за использование этого элемента, основываясь на его многочисленных преимуществах по сравнению с существующим урановым топливным циклом, применяемым на большинстве АЭС мира.

Во-первых, торий — более распространенный элемент, чем уран. Основная часть мировых запасов тория, составляющих 6,4 млн. тонн, находится в Индии, Бразилии, Австралии и США. Кроме того, весь добываемый торий может быть использован в качестве топлива, в то время как уран составляет менее 1%. Ученые, изучавшие ториевый топливный цикл, утверждают, что он дает меньше отходов и является более безопасным, чем урановый топливный цикл, используемый в настоящее время на атомных объектах.

Несколько стран взяли на себя инициативу по продвижению использования тория для производства энергии. Китай ведет разработку ядерного реактора на расплавленных солях с использованием тория в качестве топлива. В новостных сообщениях 2011 года, когда страна впервые заявила о своей заинтересованности, приводились данные Китайской академии наук о том, что данная технология является экологически безопасной, экономически эффективной и политически приемлемой.

Индия также рассматривает торий в качестве источника энергии на третьем этапе программы развития атомной энергетики, принятой в стране в конце 1960-х годов. В настоящее время Индия работает над усовершенствованной конструкцией тяжеловодного реактора для реализации этой технологии.

США были одним из лидеров в разработке этой технологии несколько поколений назад и одними из первых стран, в которых были введены в эксплуатацию малогабаритные ториевые реакторы. Однако все они были закрыты, а из-за отсутствия в США целостной энергетической политики вопрос о создании ториевых реакторов в настоящее время не рассматривается. Совсем недавно кандидат в президенты США от Демократической партии 2020 года Эндрю Янг высказался в поддержку ториевых реакторов.

Солнечная энергетика

Солнечная энергия — это обильный, неисчерпаемый и, пожалуй, самый известный из альтернативных источников энергии. Наиболее распространенным способом использования этой энергии является применение солнечных панелей, преобразующих солнечный свет в электричество, которое затем передается конечному потребителю.

Другим возможным направлением использования солнечной энергии является создание транспортного топлива для автомобилей и грузовиков. Компания Sundrop Fuels использует технологию солнечной газификации, которая заключается в использовании концентрированной солнечной энергии для нагрева биомассы до температуры около 2370 градусов по Фаренгейту. В результате образуется газ, состоящий из окиси углерода и водорода, который в дальнейшем перерабатывается в бензин или дизельное топливо.

Природный газ

Природный газ также может быть использован в качестве одной из многих лучших альтернатив атомной энергетике. Кроме того, он имеет ряд преимуществ перед нефтью, которая является типичным ископаемым топливом, перерабатываемым в бензин. При сжигании природного газа в атмосферу выбрасывается меньше углерода и других вредных веществ, а его поставки в США стремительно растут благодаря совершенствованию технологии высвобождения огромных запасов природного газа, заключенных в сланцевых породах.

Природный газ, используемый в качестве транспортного топлива, может быть либо сжатым (CNG), либо сжиженным (LNG). Он также дешевле бензина, причем КПГ продается в среднем на 87 центов дешевле бензина в пересчете на энергетический эквивалент и на 75 центов дешевле дизельного топлива, согласно анализу Министерства энергетики, проведенному в июле 2021 года.

Водород

Другим альтернативным источником топлива является водород, который может использоваться в сочетании с топливными элементами для обеспечения транспорта. Водород горит чисто, его можно производить внутри страны, и он может быть в три раза эффективнее обычного бензинового двигателя.

Водород может быть получен в результате различных процессов, включая использование ископаемого топлива, биомассы или электролиза воды. Чтобы получить максимальную выгоду от использования водорода в качестве источника топлива, лучше всего использовать для его производства возобновляемые источники энергии.

Итог

Существует множество более чистых и эффективных альтернатив ядерной энергетике или топливу, которое можно использовать вместо урана. Некоторые из них существуют уже несколько десятилетий, являются проверенными технологиями и наносят гораздо меньший вред окружающей среде. Несмотря на трагическую аварию в Японии, поиск таких альтернативных видов энергии, как торий, солнечная энергия, природный газ и водород, должен продолжаться.