Колонизация космоса Понедельник, 25.09.2017, 11:01
Приветствую Вас Гость | RSS
Меню сайта

Категории каталога
Мои статьи [30]

Главная » Статьи » Мои статьи

АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА И ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
     Существует довольно большое количество прогнозов развития энергетики России и Мира на XXI-век. Так, например, в журнале РАН «Энергия» за последние 2-3 года значительная доля материалов посвящена этой теме. К чему прогнозы сводятся?       
     Во-первых, авторы публикаций сходится на том, что к середине XXI-века мировое производство электроэнергии вырастет, по сравнению с 1990-м годом, примерно в 2 раза (даже с учетом развития энергосберегающих технологий).    
   Во-вторых, по представлениям экспертов структура потребляемых первичных энергоресурсов останется примерно такой же как и ныне - с коррективами не принципиального характера. Можно ли согласиться с данными прогнозами? Посмотрим подробнее. Что касается первого тезиса - он серьезно обоснован, но требует дополнительного комментария. Если мировое энергопроизводство вырастет в 2 раза, то России, с учетом падения 90-х годов, надо дать 3 - 4 -х кратный прирост. В противном случае она законсервируется в ранге слаборазвитой страны. Напомню, что уровень энергетики, является интегральным показателем развития производительных сил (да и общества в целом). Следует заметить, что есть футурологический прогноз, предусматривающий еще больший рост энергопотребления. Ко второму тезису, касаемому структуры используемых ресурсов, есть серьезные вопросы. Что значит - сохранение структуры? Это значит: наращивание сжигания горючих углеродосодержащих ископаемых и, в огромных размерах, выброс в атмосферу СО2 (углекислого газа, создающего парниковый эффект).    Вместе с тем, Мировое сообщество обеспокоено перспективой глобальных климатических изменений в результате избыточного поступления в атмосферу парниковых газов (особенно СО2). Эти изменения обещают чрезвычайно негативные последствия, в частности: повышение уровня Мирового океана с угрозой затопления многих береговых центров цивилизации. Обеспокоенность Мирового сообщества нашла свое выражение в материалах двух специальных - посвященных климатическим изменениям - конференциях ООН (Рио-де-Жанейро, Бразилия, 1992г. и Киото, Япония, 1997г.). В результате обсуждений 168 государств подписали «Рамочную конвенцию по изменению климата» Основной целью конвенции является: «...добиться стабилизации концентрации парниковых газов на таком уровне, который не допускал бы антропогенного воздействия на климат...». Кроме того, приняты жесткие обязательства по сокращению выбросов парниковых газов в рамках т.н. «Киотского протокола» (159 участников). Россия подписала перечисленные документы. Кстати, квота выбросов для России определена по уровню 1990 года.   
    Серьезные требования, исходящие от серьезной инстанции! Договоры, вообще-то, принято выполнять. Что же это означает для нашей страны? Это означает, что какими бы огромными запасами углеродосодержащих (других не бывает) горючих ископаемых не располагала Россия, их величина уже не имеет определяющего значения. Не следует брать в пример   неконструктивную   позицию   США,   пытающиеся   торпедировать соглашения. Рано или поздно ситуация заставит их в полном объеме исполнить.    В свете решений Рио-де-Жанейро и Киото лишаются почвы рассуждения на тему «на сколько сотен лет хватит, допустим, угля». Этим расчетам положен более близкий и категорический предел. Но... подсчитывают?! И    публикуют «расчеты». Более того, ввиду все более очевидной ограниченности ресурсов нефти и газа (новые «самотлоры» и «уренгои» в перспективе не просматриваются)   активизируются сторонники «реверса» в сторону угля. Мотивировка все та же «нефти и газа хватит на десятилетия, а вот угля - на столетия...».      Вместе с тем, энергетика земной цивилизации, по крайней мере, на протяжении последних 100 лет перемещает свой «центр тяжести» от угля через нефтепродукты к газу. Процесс этот оправдан: и с экономической, и с экологической точки зрения. Если экстраполировать данную тенденцию, то мы приходим к экологически идеальному энергоносителю - водороду. То есть - полностью втеснится углерод из энергетических циклов.     Почему до сих пор не реализована т.н. «водородная экономика»? Водород не является первичным энергоносителем и вести речь о его широкомасштабном применении в энергетике и на транспорте можно - при очень дешевой и экологически чистой генерации электроэнергии. Только при этом условии можно наладить экономически оправданное массовое производство водорода, разлагая электролизом воду. Надо сказать, что специалисты давно прорабатывают технологии безопасного применения водорода на транспорте. Например, существует совместный Российско-Германский проект водородного аэробуса. Есть специализированные научные объединения, ориентированные на данную проблематику (РНЦ «КИ» «Институт водородной энергетики и плазменных технологий», возглавляемый академиком РАН В.Д. Русановым).      Итак, в чем суть проблемы? В дешевом и экологически чистом производстве электроэнергии. Что может претендовать на эту роль?В качестве претендентов, как правило, фигурируют технологии, базирующиеся на т.н. возобновляемых ресурсах. К ним относятся:- ветроэнергетика;- геотермальная энергетика;- приливная энергетика;- гидроэнергетика;- солнечная энергетика.     За каждым из этих направлений стоят свои сторонники, выдвигающие облюбованное направление в качестве приоритетного. Однако, все перечисленные способы производства электроэнергии обладают своими недостатками и на роль универсального не годятся. Некоторые из упомянутых отличаются локальностью проявления в промышленно значимых масштабах. Другие же, не столь экологически безобидны, как на первый взгляд. И, наконец, экономические характеристики их (себестоимость производства электроэнергии) далеки от требований, открывающих путь к «водородной экономике».      Что же осталось? Осталось рассмотреть ядерную энергетику. В последние годы человечество в значительной степени оправилось от «чернобыльского синдрома»: уходит в прошлое экзальтированная реакция на все, что связано с ядерной энергией, реже появляются в печати спекулятивные статьи некомпетентных авторов. Общество   привыкает к неизбежности существования ядерного энергопроизводства. В свете вышеприведенных соображений это тем более понятно. Следует и далее спокойно, рассматривать проблему. Да - без ядерной энергии, по-видимому, не обойтись. Но - какой ядерной? Какая концепция отвечает требованиям безопасности и, в то же время, может экономически конкурировать с альтернативами? Известно, что у любых ядерных реакторов деления существует проблема захоронения отходов. Эта проблема носит глобальный характер, а при увеличении масштабов использования ядерной энергии еще больше возрастет. Кроме того, не может существовать ядерный реактор деления со 100 %   гарантией от разгерметизации. Следовательно, новых «чернобылей» полностью исключить нельзя.      
     Наряду с реакциями деления давно известны реакции термоядерного синтеза, протекающие с еще большим энерговыделением, чем первые. Мало того, исходным сырьем для получения термоядерного реагента (дейтерия) является обычная вода. Конечный продукт термоядерного синтеза - гелий (радиационно-пассивный и химически инертный элемент). Да, конечно, здесь нейтроны тоже вылетают и гамма-фон в наличие, но это совершенно несравнимо с радиоактивностью отходов реакторов деления.В «термояде» нет и речи о выбросах тепличных (парниковых) газов. В данном случае, предлагается достаточно чистый и безопасный источник энергии. Термоядерная энергетика независима от географического месторасположения, отличается отсутствием суточной или иной периодичности (присущей солнечной), может функционировать как на Земле, так и в дальнем космосе. Таким образом, имеется универсальный, экологически чистый энергоисточник с практически неисчерпаемой ресурсной базой. Именно управляемый термоядерный синтез (УТС) может стать эффективной базой «водородной экономики». Тут «все вращается» вокруг обыкновенной воды - обе технологии замыкаются на воду!    Наилучшей перспективой реализации, среди прочих концепций УТС, обладает  концепция, зафиксированная в патенте № 2125303 «Способ осуществления инерционного термоядерного синтеза и преобразования полученной энергии» (автор Золотухин В. А.).      Преимущество данной концепции подробно изложены в книге Золотухина В. А. «Колонизация космоса: проблемы и перспективы».        
     Итак, наиболее перспективной заменой химических энергоносителей является термоядерная энергетика. По совокупности экологических и экономических качеств термоядерная энергетика превзойдет солнечную,ввиду отсутствия недостатков, свойственных солнечной (слабой концентрированности, суточной периодичности, погодной зависимости, высокой стоимости изготовления фотоэлементов [деградирующих в процессе эксплуатации]). Ресурсная база термоядерной энергетики практически неисчерпаема. Предлагается к реализации «Инерционный термоядерный реактор» (автор Золотухин Владимир Антонович).                      
      Аннотация.  «Инерционный термоядерный реактор» относится к термоядерной энергетике. Целью изобретения является управляемая термоядерная реакция (синтез) с высокоэффективным преобразованием энергии в электрическую. В устройстве применяется в качестве энергии инициации ударная волна, генерируемая магнитострикционным генератором  солитонов, в качестве мишени - кавитационная полость, образующаяся под воздействием ультразвука в жидкости. Реакция имеет вид микровзрыва и происходит в камере заполненной электропроводящей жидкостью (90% D2O + 10% KOD).В устройстве предусмотрено преобразование энергии (в электрическую) в МГД-генераторе и Виллари-преобразователе, а также имеются: система охлаждения, сепаратор, клапан выпуска газов, насос.  Устройство компактно.       Рассматриваемое устройство позволяет осуществить управляемую термоядерную реакцию  по запатентованному способу.  См. патент №  2125303  «Способ  осуществления  инерционного  термоядерного синтеза и преобразования полученной энергии» от  20 января 1999г., с приоритетом от 31 июля 1997г. (копия патента прилагается). Высокая эффективность данного способа заключается в уникальном сочетании: а) компактная компоновочная схема реактора; б) применяемые преобразования энергии с высокимКПД (МГД-преобразования, Виллари-преобразования); в) стабильность регулируемых параметров (полностью отсутствует проблема удержания плазмы).
    Реализуемость данной концепции управляемого термоядерного синтеза (УТС) намного выше чем у конкурирующих схем ( «ТОКАМАК», «Ангара», «Дельфин» и другие). Следует незамедлительно приступать к масштабным НИР и ОКР по данному направлению. Перечень основных НИОКР прилагается. Головной организацией, реализующей данную концепцию, должна стать  структура  с  определенным  государственным  капиталом. Вместе с тем, некоторые подрядные и субподрядные работы могут выполнять предприятия на коммерческой основе. Представляется полезным подключение к работам (заинтересованных в успехе) органов РАН РФ.
   Источниками       финансирования       работ       видятся:        госбюджетные ассигнования - на первоначальном этапе (до получения неопровержимого позитивного результата); привлечение широкомасштабных инвестиций от физических и юридических лиц   (выпуск   акций   специальной      коммерческой   организацией)   -   на последующих этапах. В коммерческой организации блокирующий пакет акций должен принадлежать государству.
     По объемам финансирования. Первый этап  финансирования обеспечивает создание компактной координирующей структуры, проведение симпозиумов и конференций на означенную тему, продвижение научных    публикаций, формирование исследовательских и      проектирующих коллективов и оценивается: в 1,2 млн. у.е. - на протяжении 1-го года. Финансирование первого этапа НИОКР (до получения неопровержимого положительного (экспериментального) результата оценивается: в  20,0 млн. у.е. - на протяжении последующих 2-х лет. Общая стоимость программы реализации управляемого термоядерного синтеза (до коммерческого использования серии промышленных реакторов) оценивается:  в 100 млн. у.е. - на протяжении 7-8 лет. Следует подчеркнуть, что на исследования и эксперименты по конкурирующему направлению УТС «ТОКАМАК» затрачено свыше 40 миллиардов долларов. На продолжение этих работ запрашивается еще 4 мл д. долларов (см. интервью с академиком Велиховым Е.П. в «Российской газете» от 7 июня 2001г., статья «Дублер солнца согреет Землю всего за четыре миллиарда долларов»). Следует добавить, что  на реализацию последней версии  международной  программы  «ТОКАМАК» (Франция) запрашивается  11 миллиардов долларов.  Вместе с тем,   США, ввиду очевидной тупиковости данного направления УТС,  явно охладели к программе «ТОКАМАК». В то же время, в тех же США   ведутся работы по широкому спектру альтернативных направлений УТС. См. патент US4333796A (HUGHGFLYNN), именуемый «Способ генерирования энергии посредством акустически индуцированного кавитационного синтеза и реактор для осуществления этого способа». Известны,  также, теоретические работы академика Нигматулина Р.И. в  данном  направлении, подтверждающие перспективу гиперкавитационной концепции инерционного УТС. Таким образом, есть достаточные основания для развертывания в России работ по самому перспективному направлению УТС на основе патента № 2125303.          
Доктор РАЕН, академик МЕЖДУНАРОДНОЙ АКАДЕМИИ АВТОРОВ  НАУЧНЫХ ОТКРЫТИЙ и ИЗОБРЕТЕНИЙ (МААНОИ), автор патента  № 2125303   В.А.Золотухин
Категория: Мои статьи | Добавил: futurocosmos (17.02.2009)
Просмотров: 1687 | Рейтинг: 5.0/5 |
Всего комментариев: 0
Форма входа

Поиск

Друзья сайта


Статистика

Онлайн всего: 2
Гостей: 2
Пользователей: 0

Copyright MyCorp © 2017Сделать бесплатный сайт с uCoz