Ніде так наочно не проявляються досягнення науки в її перетворювальної і творчої ролі, як в енергетиці. Енергетика, тобто спосіб отримання та споживання енергії, завжди була і залишається символом цивілізації, показником і мірилом наукового і технічного прогресу суспільства. Жодна тварина не вміє добувати і використовувати вогонь. Алегорично боротьба за вогонь, а точніше, боротьба за енергію, зробила людину людиною, а управління вогнем ознаменувало щаблі його цивілізації. Не випадково головні технічні епохи ми іменуємо: «вік пара», «століття електрики», «вік атома».
І недарма донині термін «розвинена» країна «розвивається» підкріплюється реальною величиною - споживанням енергії на душу населення.
Подивимося, як це виглядає в звичайному обчисленні. Примітивна людина, що не вміла користуватися вогнем, отримував енергію з їжею. На кожного члена племені доводилося не більше 2000 кілокалорій на добу. Вогонь багаття, дозволив зігріти оселю, відлякати хижих звірів, збільшив споживання енергії до 5000 кілокалорій. Використання вогню для виплавки металів, оволодіння першим джерелом енергії - деревним вугіллям і створення знарядь праці - залізних плугів, ковальських інструментів, зброї за 4 - 5 тисячоліть до нашої ери збільшила добове споживання енергії до 12 000 кілокалорій.
До 15 століття нашої ери людина вже користувався кам'яним вугіллям, енергією вітру - вітряними млинами, енергією води - водяними колесами, і споживання енергії зросло до 26 000 кілокалорій.
Початок промислової революції 17 - 19 століть нашої ери вимагало насамперед, за визначенням Маркса, «революції в машинах-двигунах», що і зробила парова машина Джеймса Уатта. У розпал промислової революції, що поклала початок зародженню суспільства капіталу, в Англії, наприклад, добове споживання енергії на одну людину зросла до 77000 кілокалорій. Нині в такий технічно високорозвиненій країні, як США, добовий витрата енергії на одну людину досяг вже 230 000 кілокалорій.Основним видом споживаної енергії в усіх країнах світу стало електрика - найбільш зручна, гнучка і універсальна її форма.
Народившись на початку століття лише як джерело світла, воно швидко завоювало транспорт, виступаючи як рухова сила, завоювало промисловість, ставши чи основною або невід'ємною частиною більшості технологічних процесів.
Електрика захопило і засоби зв'язку: без електричної енергії не можуть діяти потужні приемопередающие пристрою радіо і телебачення, телефонна мережа та управління. Електронно-обчислювальні машини споживають велику кількість енергії.
Нарешті, електрифікований наш побут. Встромивши в штепсель з розетки кавоварки, ми тим самим вводимо в дію могутню силу, замикаємо ланцюг споживання електроенергії, яка, як ми вже знаємо, зросла за останні півстоліття вчетверо і могутність якої у багато разів перевершує природні сили людського організму.
Доросла людина, здатний працювати з середньою потужністю приблизно в 70 ватт (1/10 кінської сили), з легкістю керує машинами, турбінами, двигунами, що розвивають потужність в тисячі і мільйони ват.
У нас в країні на кожного робітника припадає в рік таку кількість електричної потужності, що можна сказати, що у нього мало не 400 механічних помічників.
А тепер подумаємо, звідки ж беруться ці могутні електричні потоки, так вони невичерпні, як необхідно для подальшого досконалості світу людського. І лише тільки ми про це подумаємо, то зрозуміємо, що і сьогодні, збройні могутністю досконалої техніки, що використовують у своїй повсякденній життя десятки і сотні тисяч ват електричної енергії, ми, як це не парадоксально звучить, залежний від Сонця нітрохи не менше, ніж наш первісний предок, розмахував дубиною і отримував енергію тільки з їжею.
Наша перевага лише в одному: він просто грівся в прямих сонячних променях, а ми вміємо використовувати накопичену в надрах Землі сонячну енергію у вигляді вугілля, нафти, природного газу, горючих сланців. Кидаючи ці згустки сонячних променів в топки котлів електростанцій, ми викликаємо диво народження електричного струму, так необхідного нам.
Тому поняття «енергетика» включає в себе шахти, газові і нафтові свердловини, теплові та гідроелектростанції, мережі нафто - і газопроводів і лінії електропередач. Вибір того чи іншого концентрату сонячної енергії, накопиченої в коморах Землі, тих чи інших способів його облагородження, тобто приведення у зручний для перевезення і для спалювання вигляд, зачіпає, по суті, все господарство країни. Сімдесят п'ять років тому, з початком століття електрики», серед споживаних палив головним був кам'яне вугілля.«Король-вугілля» називали його тоді, і він складав чотири п'ятих у так званому «паливному балансі».
Цивілізація того часу прямо або побічно залежала від вугілля; машини, які пересували людей по землі, створювали для них їжу, одяг, житло, машини, які робили машини,- всі «харчувалися» вугіллям і були пов'язані з вугіллям.
Але царство «короля» не могло тривати вічно. Ще в 1859 році перша промислова свердловина глибиною десять метрів, пробита в штаті Пенсільванія в США, дала «чорне золото» - нафту. Незважаючи на те, що місцевий священнослужитель прокляв «дірку в Землі», через яку обкрадали, на його думку, підземне боже судилище і заважали підсмажувати грішників на вічному вогні, нафту швидко захоплювала позиції в царстві людини і незабаром зігнала вугілля з трону. В цьому їй допоміг природний газ, що видобувається нерідко з тих же самих родовищ.Спочатку важливою перевагою нафти і газу перед вугіллям була дешевизна їх перевезення в танкерах або перекачування по трубопроводах. Потім з'ясувалося, що їх набагато зручніше і зберігати, а після спалювання не треба видаляти ніяких шлаків.
Коли навчилися простий перегонкою одержувати з нафти бензин, гас і горючі попутні гази, «принцеса»-нафта зайняла міцне місце на троні, і вже можна було сказати, що чим би ми не займалися - перетинали чи повітряний простір між материками, пекли хліб або стригли газон,- все це було прямо або побічно пов'язане з нафтою.
Нафта стала енергетичним «хлібом» світової економіки і аж до початку сімдесятих років нашого століття вважалася самим дешевим паливом на світовому ринку. У 1970 році нафту і природний газ займали дві третини у світовому паливному балансі, менше однієї третини припадало на вугілля, а на інші - «гідро», тобто водні, на атомні джерела енергії, які на відміну від сонячних, зібраних в природних «коморах» і невідновних, називають «умовно відтворюваними» (про них ми поговоримо пізніше детальніше), - незначна частка, трохи перевищує два відсотки.
Характерно, що в середині 1973 року, за всіма без винятку авторитетним прогнозами, така висока частка нафти і природного газу повинна була зберегтися в світовому балансі принаймні на найближчі десятиріччя, незважаючи на швидкий розвиток електростанцій, енергію яким давав атом...
Але у вересні 1973 року в країнах капіталістичного світу вибухнула енергетична криза.
Звичайно, найпростіше було повернутися до «"» вугіллю. Так на перших порах і зробили в деяких країнах. Все-таки його запаси перевершують запаси нафти і газу, разом узятих, так і розподілені вони в надрах нашої планети «зручно», тобто в більшій відповідності з рівнем промислового розвитку в тих чи інших географічних районах.
Адже нинішня цивілізація, як ми знаємо, починалася на вугіллі і близько вугілля. Але якщо поглянути правді в очі, то повернення в царство вугілля не здасться настільки простим і легким. Вугілля - теж «концентрат» сонячних променів у вигляді скам'янілих в землі стовбурів стародавніх дерев і рослин. Він теж вичерпаємо і невозобновляем.
Не можна забувати, що вугілля - высокоотходное паливо. Він дає отруйний дим, пластівці сажі, золу, забруднюючі і без того брудну і задимлений атмосферу і навколишній простір.
На відміну від нафти, вартість вугілля значною мірою визначається витратами на її перевезення. Тому вугілля можна вважати дешевим паливом лише в районах з розвинутою промисловістю, віддалених від морських портів, економічно ефективних з точки зору збільшення видобутку, як, наприклад, наш Кансько-Ачинський басейн. Можливо, в перспективі поряд із збільшенням використання вугілля для виробництва електроенергії виявиться економічно вигідним виробляти з нього синтетичне рідке паливо, особливо там, де поклади дешевих вугілля віддалені від центрів споживання.Великі обмеження у використанні вугілля пов'язані з турботами про охорону навколишньої природи.
Висловлюються побоювання, що занадто велике збільшення споживання вугілля може стати причиною помітних змін у кліматі Землі. У самому справі - складна система формування клімату планети ще настільки мало вивчена, що ніхто не візьме на себе сміливість дати гарантії її стійкості при тому чи іншому впливі, скажімо, при бурхливому накопичення вуглекислого газу і сірки в нижніх шарах атмосфери. Так що вугілля може служити лише тимчасовою заміною нафти, свого роду перехідним етапом. Те ж можна сказати про горючих бітумінозних сланцях і пісковиках.
У пошуках палива, рівноцінного нафти і газу, люди звернули свої думки безпосередньо до Сонця - сонячні генератори, батареї, обігрівачі розробляють і успішно використовують у багатьох країнах світу і у нас, в багатих сонцем республіках Середньої Азії.
Отже, Сонце - безвідходний і нешкідливий для навколишнього природи джерело енергії, але, на жаль, це джерело поки дещо обмежений кліматичними умовами і часом доби.
Не завжди ми можемо скористатися енергією гарячих підземних джерел, енергією морських і океанських припливів і навіть енергією гідроелектростанцій. Для гідростанцій потрібні повноводні, швидкі, могутні річки, а проблема прісної води у нас на земній кулі «дихає в потилицю» енергетичної, а може, вже і зрівнялася з нею по значущості.
Греблі гублять рибу, вимагають затоплення великих територій, і деколи навіть економістам важко підрахувати, де вигода, а де збитки і невозвратимые втрати.
Загалом, необхідні нині для потреб людства 10 мільярдів тонн на рік (у перерахунку на умовне паливо), а до 2000 року до 20 мільярдів тонн переростають у проблему можливого порушення рівноваги між людством і природою Землі.
Вже одного цього достатньо, щоб зробити висновок: класична теплоенергетика практично підійшла до межі можливостей. Що прийде їй на зміну? На загальну думку фахівців, на першому етапі найімовірніше - атом.
І справді, з початку сімдесятих років атомні електростанції, в топках яких замість вугілля і нафти йде ланцюгова реакція розпаду важких атомних ядер урану і плутонію, завойовують все більш міцні позиції і швидко набирають потужність.Якщо згадати, що перша в світі атомна електростанція, створена радянськими вченими в Обнінську, в двохстах кілометрах від Москви, нікчемною потужності - якихось п'ять мільйонів ватт - дала струм лише в 1954 році, а зараз тільки в нашій країні одна за одною входять в дію атомні гіганти типу Ленінградської, кожен з чотирьох реакторів якої має потужність мільярд ватт, то стане ясно, що за чверть століття атомна енергетика пройшла шлях, на який класичної теплової знадобилося більше ста п'ятдесяти років. У світі працюють вже понад 250 АЕС загальною потужністю в сотні мільярдів ват.Чи це не показник швидкості технічного прогресу і зрілості людської думки?
Безперечно, атомні електростанції зручні. Один кілограм ядерного «пального» - урану - дає при розпаді стільки ж тепла, скільки три мільйони кілограмів найкращого вугілля: 1 кг та 3 мільйона!
Коментарі, як кажуть, зайві. Кожному ясно, що використання такого економного пального ліквідує проблему перевезень і десятки інших проблем. Атомні електростанції не дають попелу, диму, кіптяви, прості і надійні в управлінні і експлуатації, економічні вже зараз, а будуть виробляти електроенергію дешевшу, ніж наші класичні електростанції.
Але і атомне паливо при всіх його очевидних перевагах все-таки далеко від ідеального.
З ним теж пов'язані багато, поки важко можна розв'язати проблеми, і важлива з них - вичерпність природних запасів урану і торію. Саме тому на другому етапі розвитку атомної енергетики передбачається будувати так звані «швидкі реактори.
Друге покоління атомних реакторів - «швидкі»
Вони можуть завдяки складному ланцюжку перетворень виробляти не існує в природі, але набагато більш ефективне, ніж уран, ядерне пальне - плутоній, та при цьому в кількості більшій, ніж згоріло урану.
Наша країна посідає провідне місце в світі по розробці і освоєнню швидких реакторів-розмножувачів. Створені вони також в Англії і у Франції, а США сильно відстають в цій області...
Останнім часом у деяких країнах посилилися протести громадськості, що вимагає відмови від використання енергії атома. Особливо підстьобнула ці протести аварія у квітні 1979 року на американській атомній електростанції на крихітному острівці Тримайл. Що ж там сталося? Адже 25 років експлуатації АЕС, детальний аналіз аварійних ситуацій у всьому світі, здавалося б, зняли питання про безпеку персоналу та населення прилеглих до ядерних установок районів. Доведено, що АЕС в існуючих конструкціях куди менш небезпечні, ніж багато інші широко застосовувані енергетичні джерела.І раптом сталося дивне...
Радіоактивна хмара облітає земну кулю приблизно за три доби. Куди швидше оббігла світ звістку про катастрофу на атомній електростанції на острові Тримайл в 16 кілометрах від столиці штату Пенсільванія Гаррисберга. Природною була бурхлива реакція не тільки американців, але і жителів Європи, Азії, Африки. Страх перед несучої загибель радіоактивністю цілком закономірний. Людству вже довелося заплатити печаль данину злочинного поводження з грізною силою атома, і люди мають право сверхосторожно ставитися до будь-якого сигналу небезпеки.Важко засуджувати тож 30 тисяч противників атомної енергії у ФРН, які йшли під проливним дощем в розтягнулася на 10 кілометрів колоні з гаслами «Не треба нам другого Гаррисберга!», або демонстрантів у Франції, Бельгії, Голландії, вимагають від своїх урядів гарантії від можливості зараження навколишнього середовища.
Що ж сталося на маленькому - довжиною трохи більше п'яти кілометрів - острівці? Справедливо оцінюють цей інцидент як «самий серйозний і драматичний в історії атомного століття»?
| 