AY: Борьба за индийский атом, часть 2. Трудный выбор между углём и торием

Рассмотрев в прошлой части [репост на Афтершоке] нашего рассказа тернистый путь индийской ядерной программы, надо, кроме проблем, которые преследовали индусов на их нелёгком пути к мирному атому, рассказать и о том нелёгком выборе, который по-прежнему стоит перед Индией, начиная ещё с момента старта индийской ядерной программы в далёких 1950-х годах.

Выбор этот прост и сложен одновременно — страна прекрасно понимает всю тупиковость своей нынешней энергетической стратегии, но, в то же время, не может повернуть инерцию громадной, миллиардной страны с пагубного пути экстенсивного использования минеральных топлив на перспективный путь замкнутого цикла ядерной энергетики.

И основным моментом такого стратегического поворота, конечно же, будет являться твёрдая заявка Индии на самостоятельное освоение практики работы с такими трудными изотопами, как 232Th и 239Pu.

Программа работы с изотопами 232Th и 239Pu, которую Индия пытается осуществить и сейчас, была сформулирована ещё в начале 1950-х годов основоположником индийской ядерной программы — Хоми Джехангиром Бабой.

Хоми Джехангир Баба. Фото 1950-х годов.

Хоми Баба тогда предложил так называемую трёхступенчатую программу развития индийского атома, которая опиралась на тот простой и совсем не устаревший сегодня геологический факт: Индия практически лишена запасов природного урана (обладая, по разным оценкам, от 1 до 2% мировых запасов этого природного ядерного топлива), но, с другой стороны, обладает более чем 25% от мировых промышленных запасов тория.

Программа была сформулирована Хоми Бабой предельно чётко и лаконично:

«Общие запасы тория в Индии составляют не менее 500 000 тонн, а известные индийские запасы урана не составляют и 1/10 от запасов тория. В силу вышесказанного, стратегической задачей индийской ядерной программы должно стать скорейшее вовлечение в неё масштабных запасов тория, которому необходимо дать приоритет перед использованием урана. Однако, в силу понятных причин, первое поколение индийских атомных станций должно использовать 235U, как единственный изотоп природного урана, с которого можно начинать ядерный цикл. 239Pu, получаемый на станциях первого поколения, может затем использоваться для производства электроэнергии с одновременным превращением природного тория 232Th в изотоп урана 233U и с конвертацией обеднённого урана изотопа 238U в тот же изотоп 239Pu, который можно снова использовать в реакторах-размножителях второго поколения. И, наконец, станции второго поколения должны открыть путь к станциям третьего поколения, которые уже будут использовать искусственно наработанный из тория изотоп урана 233U для дальнейшего превращения тория в ядерное топливо…»

План Бабы, представленный им премьер-министру Джавахарлалу Неру в 1954 году, был утверждён индийским правительством четырьмя годами позже, в 1958-м.

Однако натурная реализация данных планов столкнулась, как я уже говорил в первой части моего рассказа, с тотальной неготовностью промышленности и науки Индии к быстрому и масштабному освоению столь сложной и комплексной программы, как мирная атомная энергетика.

Программа «трёхступенчатого похода к ториевой энергетике» актуальна и сейчас — запасы тория и урана в Индии по-прежнему относятся в рамках практически того же отношения: на сегодняшний день в Индии в результате масштабной программы геологических исследований имеется уже около 900 000 тонн промышленных запасов тория и лишь около 150 000 тонн урана.

Точно так же страна, как и в 1950-е годы, на фоне взрывного роста населения и масштабного роста экономики и промышленности не может опираться лишь на минеральное топливо в деле обеспечения страны энергией.

Всё дело в том, что Индия, несмотря на весьма значительную территорию, сегодня уже вынужденно импортирует все три основных минеральных топлива — нефть, газ и даже каменный уголь.

На сегодня страна импортирует 80% нефти и нефтепродуктов, 45% потребляемого природного газа и около 15% каменного угля, используемого в стране.

Понятное дело, попытка построить устойчивую, дешёвую и масштабную энергетику на нефти или природном газе для Индии утопична — страна не сможет даже рассчитывать на судьбу Японии, которая после 30 лет «банкета» на импортном газе и нефти и после краха японской ядерной программы теперь срочно возвращается к своему, местному углю. Поезд дешёвого газа и бесплатной нефти уже ушёл — и Индии там ловить совершенно нечего: эти дефицитные энергоносители страна будет использовать лишь там, где от их использования невозможно уйти — в первую очередь на транспорте и в труднодоступных местах.

А вот остаток массовой, стационарной промышленной и бытовой энергии, как ни крути, страна будет вынужденно получать из угля — на сегодняшний день уголь обеспечивает 67% энергетического баланса страны и 59% производства электроэнергии. Но даже на этом пути Индию ждут неприятные сюрпризы.

В перспективе всего лишь пяти лет, на фоне продолжающегося взрывного роста населения и желания обеспечить хотя бы минимальную электрификацию сельской местности, Индия неизбежно будет вынуждена ещё больше нарастить потребление каменного угля (до уровня почти что в 1 млрд тонн в год) при одновременном росте его импорта (составляющего уже сейчас около 135 млн тонн в год). При этом надо понимать, что Индия, как и Китай, имеет с углём одну и ту же труднорешаемую проблему — это масштабные экологические последствия от сжигания столь значительных объёмов весьма токсического топлива.

К локальному преимуществу Индии перед Китаем можно отнести лишь то, что из 61 млрд тонн извлекаемых запасов угля не менее 95% составляет каменный уголь и, учитывая текущее потребление, Индия всё-таки может ожидать своего локального «пика угля» не в периоде 2016–2020 годов, а как минимум десятилетием позже.

Угольная ТЭС в Раджастане, Индия. Вскорости Индия может утроить свою угольную генерацию.

Однако масштабные планы по установке угольной генерации могут значительно приблизить этот возможный пик угля в Индии и значительно увеличить даже громадную цифру потребления угля в Индии в 1 млрд тонн в год.

Страна сегодня имеет около 153 ГВт установленной генерирующей мощности на угле. А вот планы Индии на установку угольной мощности уже гораздо более масштабны: индусы собираются за следующее десятилетие установить ещё около 614 ГВт мощности угольных энергоблоков, из которых уже около 135 ГВт угольной генерации находятся на стадии реального строительства или же сдачи в эксплуатацию.

Уже реализация только лишь начатой постройки может практически удвоить потребление угля в Индии, реализация же всей программы угольной энергетики поднимет потребление Индией каменного угля как минимум втрое, до уровня, уже сравнимого с китайским.

При этом уголь, который сейчас обеспечивает Индии около двух третей её энергетического баланса, хоть и является каменным углём, а не лигнитом (бурым углём), в основном представлен низкокачественными марками, с низкой калорийностью (от 80 до 50% от калорийности австралийского антрацита — 4500 ккал/кг вместо 6500 ккал/кг) и с гораздо более высокой зольностью (от 15% до 45%). Уже сейчас, в силу вышесказанного, Индия вынужденно тратит в среднем 0,7 кг угля на генерацию каждого кВт-часа электроэнергии, в то время как США имеет данный показатель на уровне всего 0,45 кг угля на 1 кВт-час.

Поэтому возможная задача о переводе индийской энергетики с качественных, низкозольных импортируемых углей и истощающихся месторождений индийского качественного угля на высокозольный и низкокалорийный местный уголь «второй очереди» может оказаться не менее масштабной и сложной, нежели реализация амбициозной ториевой ядерной программы.

Производство электроэнергии в Индии, ТВт-часов в год, 1985–2012 год.

Сегодня Индия производит уже 1150 ТВт-часов в год.

При этом развитие всей электроэнергетики Индии базируется на простом принципе: «электроэнергией снабжаются только те потребители, которые могут за это заплатить». Индийское правительство не использует никаких лозунгов «пятилетних планов» или же «тотальной электрификации страны», которые двигали вперёд СССР или Китай в похожих ситуациях: в Индии до сих пор нормальной считается ситуация, когда некоторые районы даже столичных городов практически начисто лишены доступа к электроэнергии.

Поэтому — будущая схватка индийского угля и индийского же мирного атома так или иначе будет вращаться вокруг стоимости электроэнергии, производимой с помощью сжигания каменного угля или же в результате ядерных реакций.

И если технология сжигания каменного угля — уже устоявшийся процесс, в котором себестоимость ясна и понятна, то в вопросе сжигания плутония, тория и урана, несмотря на немалый пройденный за полвека путь, Индии ещё предстоит встретиться с массой сложных и трудноразрешимых моментов.

Оригинальный план Хоми Бабы подразумевал использование резервов тория (которые тогда оценили в рамках плана в 300 000 тонн) для производства 358 ТВт-часов электроэнергии в год на протяжении не менее 100 лет.

Сегодняшние запасы тория в принципе позволяют Индии произвести и вдвое больше электроэнергии.

Что же останавливает Индию от начала масштабной ториевой программы, и сможет ли торий хотя бы частично заменить Индии её заканчивающийся и достаточно трудный в использовании уголь?

Окончание следует.

ИСТОЧНИК - http://www.odnako.org/blogs/borba-za-indiyskiy-atom-chast-2-trudniy-vibor-mezhdu-uglyom-i-toriem/