Текст книги "Занимательно об энергетике"

Автор книги: Юрий Чирков

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 13 страниц)

Реактор с тепловой мощностью 1 миллион киловатт способен обеспечить необходимым теплом два химических комбината, выпускающих в год по миллиону тонн аммиака. Или два металлургических завода, производящих более двух миллионов тонн стали. Только вот беда – до сих пор реакторы АЭС работали при температурах 200—300 градусов, а для плавки металлов необходимы температуры выше раз в пять.

Советские ученые и инженеры приступили к разработке подобных, невиданных прежде АЭС. Называться они будут ВТГР – высокотемпературные, газоохлаждаемые реакторы. Вместо воды (она кипит при сотнях градусов) в этих устройствах будет использоваться газ, который удастся нагреть на выходе почти до тысячи градусов. Огненное дыхание позволит получить не только необходимое для промышленности тепло, но и применить на производстве более совершенные технологические процессы. Скажем, в металлургии получать железо прямым восстановлением, отказавшись от доменных печей. С помощью ВТГР можно с успехом извлекать из воды водород, который (водородная энергетика!) без ущерба для окружающей среды заменит традиционные виды топлива на транспорте, в промышленности, в быту.

А если взять такую старую проблему, как газификация угля, то трудами этих новейших реакторов превращение угля в жидкость или газ под действием высоких температур можно будет проводить прямо в шахтах, под землей. А затем уже подавать готовое топливо наверх. Ясно, при этом опасность загрязнения воздуха, земли и воды станет намного меньше.

Конечно, создание атомных установок подобного типа – задача чрезвычайно сложная. Но такая работа а СССР уже начата. Ближайшие планы – разработка опытно-промышленной атомной энерготехнологической станции с реактором тепловой мощности в 1 миллион киловатт.

Но атомная энергия – это не только цепные реакции деления тяжелых атомных ядер. Есть и другая возможность – термоядерный синтез.

Пока он был реализован в неуправляемом виде в термоядерных (водородных) бомбах. Но, видимо, в обозримом будущем ученые добьются и управляемых процессов. Однако может возникнуть естественный вопрос: атомная энергетика уже имеет такие прекрасные перспективы – нужен ли еще и термояд? Да, нужен! Темпы потребления энергии на планете стремительно растут. В начале века потребление энергии в мире удваивалось приблизительно за 50 лет, в середине нашего века это удвоение происходило уже за 30 лет, а теперь – за 15—20 лет! Так что и термоядерной энергии скоро может найтись большое дело.

Следует подчеркнуть, что термоядерный синтез оказался для человека крепким орешком. На первой Женевской конференции по использованию атомной энергии (1959 год) известный индийский физик X. Баба обещал – проблема будет решена через 20 лет.

Сроки прошли, однако предсказание не сбылось. Уж очень трудную задачу (сейчас эта проблема физики номер один) взвалили на свои плечи ученые и инженеры. Ведь надо здесь, на Земле, создать условия, реализующиеся лишь на далеких звездах.

Смесь газов тяжелого водорода необходимо нагреть до температуры в 100 миллионов градусов Цельсия (в советских «Токамаках» пока достигнута цифра 60 миллионов) и удержать в этом состоянии плазму достаточно долго, чтобы реакция между водородными ядрами происходила со скоростью, достаточной для выделения энергии большей, чем затрачено на нагревание смеси. Пока же дело ограничивается секундами...

И все же, несмотря на препоны и тернии, дело идет, и несомненно, атомная энергетика в том или ином виде – это наша столбовая дорога. Иного человечеству пока не дано! И эту возможность преодоления надвигающегося энергетического кризиса подарила нам физика.

ГЛАВА 2
ЭНЕРГЕТИКА ГЛАЗАМИ ЭКОЛОГА

Аэродромы, пирсы и перроны,

Леса без птиц

И земли без воды.

Все меньше – окружающей природы,

Все больше – окружающей среды...

Р. Рождественский

«Экология» – слово новое. Термин этот, правда, еще в 1866 году предложил немецкий зоолог Э. Геккель – как «общую науку об отношениях организмов к окружающей среде...». Однако прежде слово использовали лишь узкие специалисты, в основном ботаники и зоологи, изучавшие растения и животных. Но вот пришла «взрывная» вторая половина XX века. Пора, когда всюду дружно и враз заговорили о всевозможных кризисах, подстерегающих человека. Планета вдруг сделалась маленькой и уязвимой. Выяснилось: масштабы природных явлений и человеческой деятельности уже стали почти сопоставимыми.

Один пример. Солнце посылает в среднем на один квадратный километр земной поверхности 4-Ю5 киловатт. Колоссальную энергию! Но уже сейчас в отдельных регионах Земли энергетический «товарооборот» человека вполне сопоставим с природным. Например, в районе Рура, густонаселенной промышленной области ФРГ, где добывается собственный уголь и имеется высокоразвитая промышленность, потребление энергии составляет 2-Ю4 киловатт с квадратного километра. Цифра лишь в 20 раз меньше солнечной! Это сегодняшний день. А что будет завтра, скажем, в 2000 году? Сохраним ли мы нашу планету зеленой и хотя бы сносной для жизни на ней?

Конечно, эти вопросы волнуют всех. Но ответы на них прежде всего должны дать те, кто изучает экологию человека. А их, естественно, тревожит проблема энергетики. Энергия должна быть дешевой. Несомненно. Второе: источники ее должны быть неисчерпаемы. Кандидатур много: практически вечны солнце, ветер, геотепло, атом... Однако важно еще и третье качество энергии: ее источник должен быть достаточно мощным. И вот тут почти все рядовые энергетики должны посторониться, уступив дорогу делящемуся атому.

Атомная энергетика оказалась вне конкуренции. Это наше энергетическое завтра. Все это так, но, кроме трех перечисленных качеств – дешевизны, неисчерпаемости, мощности, есть и четвертое, и немаловажное – экологичность! Не навреди! Эта заповедь должна свято соблюдаться и при поиске и отборе новых источников энергии. (Уже давно получил права гражданства термин «экологическая энергетика». В нашу литературу его ввели член-корреспондент Академии наук СССР Н. Лидоренко и профессор Г. Мучник – они успешно выступили в ЮНЕСКО по этому вопросу.). Итак, энергетика глазами эколога.

Атом излучающий

Сейчас (это уже становится общепризнанным) вся надежда на решение глобального энергетического кризиса связана с использованием ядерной энергии. И надежда вполне обоснованная. Но также хорошо известно и то, что на пути перевода всей энергетики планеты на атомную (пока она дает вклад лишь в несколько процентов) имеется ряд трудностей. Характера чисто экологического. Они уже не раз анализировались во многих статьях, докладах, работе различных комиссий. На эту тему выступали и известные физики.

Первая вполне очевидная проблема – это радиоактивность. Начинкой ядерного реактора служит смесь двух изотопов урана: урана-235 и урана-238. В результате цепной реакции, которая сама себя поддерживает, при распаде ядер урана (при этом образуются всевозможные радиоактивные осколки) выделяется тепло, его потом преобразуют в удобную для потребления электроэнергию. В отличие от угля ядерное топливо «горит» гораздо медленнее. Ядерное горючее превращается в радиоактивные шлаки лишь по истечении трех лет.

Так вот, первая проблема – это извлечение шлаков из реактора и их хранение.

Последовательность тут такова. Вначале бывшее топливо выдерживается несколько месяцев, чтобы произошел радиоактивный распад короткоживущих изотопов (особенно опасен йод-131. К счастью, его период полураспада невелик – всего 8 дней). Следующий шаг – отправка ядерного шлака на завод химической переработки, где его растворяют в кислотах и в ходе мудреных превращений извлекают из него ценные уран и плутоний: они будут повторно использованы как ядерное топливо. Все остальное становится ядерными отходами. Они радиоактивны (и остаются таковыми в течение долгих лет). От них надо поскорее избавиться.

Обычные отходы мы бросаем в мусоропровод. С ядерными отходами все гораздо сложнее. Их надо захоронить (слово-то какое!) надежно, так, чтобы по прошествии и многих сотен лет они оставались безопасными для землян. Одни эксперты считают, что самое лучшее было бы отправить радиоактивные шлаки на ракете в космическое пространство. Этакий бездонный «мусоропровод»! Другие авторитеты предлагают на эту роль земные недра. Советуют прятать радиоактивные шлаки глубоко под землей.

Так, в США есть проект создания национального хранилища радиоактивных отбросов. И место ему уже отведено – юго-восточная часть американского штата Нью-Мексико, где контейнеры с отходами должны опускаться на глубину 600 метров в геологически стабильные гигантские соляные пласты. Считается, что даже при тотальном переходе к ядерной энергетике (400 электростанций по 100 мегаватт каждая) США потребовалось бы «кладбище» размером всего около квадратного километра.

В существующем проекте предлагается вводить шлаки в состав боросиликатного стекла типа «пирекса», из которого затем будут изготовляться цилиндрические стержни длиной в 3 метра и диаметром 30 сантиметров. Каждый такой стержень будет, в свою очередь, заключен в толстую оболочку из нержавеющей стали, И уже стальные контейнеры с отходами будут затем транспортироваться в национальное хранилище для захоронения.

Однако радиоактивны не только шлаки, но и нутро, требуха действующего реактора.

В случае аварии (например, если в реактор перестанет поступать охлаждающая его вода, он чрезмерно разогреется, его защитная оболочка разрушится и содержимое может вырваться наружу) проникшая за пределы реактора радиоактивность может на площади многих квадратных километров загубить все живое не меньше, чем атомная бомба Хиросимы. Поэтому-то и предлагались радикальные меры, например, спрятать реакторы глубоко под землей, вынести на небольшие незаселенные острова в океане.

Трудности, неожиданные проблемы – их все-таки не следует преувеличивать. Возникающие преграды не носят фатального характера. Все эти препятствия можно успешно преодолеть. Но, конечно, уже сейчас, на пороге Большой Атомной Энергетики, следует отдавать себе полный отчет в возможных последствиях.

Необходимо помнить и следующее. Приближающееся исчерпание мировых запасов нефти и газа превратилось сейчас на Западе в острейшую политическую и экономическую проблему. Многие крупные капиталистические страны импортируют почти всю потребляемую ими нефть главным образом из арабских стран Ближнего Востока.

Невозможность получения этой нефти означала бы для таких стран полный крах в течение 3—5 лет.

Острейшей ситуацией умело пользуются нефтяные монополии и картели. Нефтяные спекулянты уже основательно погрели себе руки на этом деле. Поэтому они яростно борются против атомных электростанций, которые дают возможность построить энергетику на новых основах. Этим в большой степени и объясняется подоплека шума, поднятого в последние годы в США ч странах Западной Европы вокруг строительства атомных станций. Ведь мощное развитие атомной энергетики может поставить под угрозу получение монополиями баснословных прибылей.

Атом чистый

В 1945 году под грохот взрывов атомных бомб в Хиросиме и Нагасаки человечество вступило в атомный век. Страшные картины мгновенной гибели японских городов с многочисленным населением глубоко запечатлелись в людских сердцах.

Первое практическое использование атомной энергии вызвало во всем мире тяжелый нравственный кризис. Неудивительно, что все последующее развитие атомной техники и науки проходило под пристальным, а порой даже и пристрастным вниманием общества.

К грузу тяжелых воспоминаний об атомных бомбардировках позднее добавились и мрачные оценки генетической опасности ядерных испытаний в биосфере, проводящихся в эпоху «холодной войны» и гонки ядерных вооружений.

В результате широкая общественность оказалась детально ознакомленной с отрицательными эффектами использования атомной энергии и в значительно меньшей степени с ее преимуществами и положительными сторонами.

Однако имеющийся четвертьвековой опыт работы атомных электростанций развеял много мифов и ложных предубеждений.

Уже при создании первой АЭС была поставлена сложная задача: станция должна иметь безупречную репутацию с точки зрения радиационной безопасности. И это удалось сделать: на советских АЭС и вокруг них радиационный фон даже ниже, чем, скажем, вокруг обычных промышленных предприятий.

Расчеты экологов показывают: при прогнозируемом бурном развитии ядерной энергетики к концу XX века годовая доза, обусловленная газообразными и жидкими отходами перерабатывающих заводов не превысит 1 мбэр. Это одна сотая доля дозы естественного радиационного фона, воздействие которого безопасно для человека. Такая годовая доза в три раза меньше радиационного воздействия, которому подвергается человек за время одного только полета на современном реактивном самолете!

Еще цифры. По профессиональной заболеваемости и частоте несчастных случаев практическое мирное использование атомной энергии в послевоенные годы стоит в одном ряду со швейной и ткацкой промышленностью. Подчеркнем: несчастные случаи в основном связаны с обычными причинами: строительством, пожарами и тому подобным.

Теперь о надежности атомных реакторов. Те же количественные оценки свидетельствуют: вероятность гибели при аварии АЭС сравнима с вероятностью падения крупного метеорита. Этот риск приблизительно в 100 000 раз меньше, чем риск получить увечье в автомобильной катастрофе.

Опыт эксплуатации двух сотен энергетических ядерных блоков в течение последних десятилетий оказался положительным: атомная промышленность и ядерная энергетика относятся к отраслям деятельности человека с наиболее благоприятными условиями труда и минимумом воздействия на окружающую среду.

Совсем не то другие, широко применяемые технологии. Экологический кризис вызвала отнюдь не ядерная энергетика, а традиционная вкупе с промышленностью. Привычными деталями пейзажа XX века стали дымящиеся трубы тепловых электростанций, металлургических, цементных и химических заводов. Выбросы вредных газов из них уже сопоставимы с газовыми шлейфами вулканов. Особо печальную известность получили случаи возникновения смогов – скопления в воздухе смеси высококонцентрированного сернистого газа с дымом и фотооксидантами. Случаи летальных исходов были неоднократно зарегистрированы в Лондоне, Токио, Гамбурге, Нью-Йорке и других крупных городах мира.

Давно стало ясным: дальнейшее использование атмосферы как свалки для промышленных отходов угрожает самому существованию жизни на Земле.

В последних строках книги «Загрязненное небо» американский метеоролог Л. Баттан афористически четко сформулировал грозную альтернативу: «Одно из двух: или люди сделают так, что в воздухе станет меньше дыма, или дым сделает так, что на Земле станет меньше людей». Во всем мире теплоэлектростанции выбрасывают в атмосферу ежегодно 200—250 миллионов тонн золы и около 60 миллионов тонн сернистого ангидрида.

К 2000 году эти цифры могут возрасти соответственно до 1,5 миллиарда и до 400 миллионов тонн. Вот они, истинные виновники! Следует еще иметь в виду, что по мере истощения запасов угля энергетика будет вынуждена использовать угли низких сортов, с меньшей теплотворной способностью, с большей зольностью и с большим содержанием серы. И выброс в воздух угольной золы и сернистого газа будет еще больше возрастать.

Еще одно немаловажное соображение. Традиционная энергетика и промышленность Земли поглощают громадные порции кислорода. Так что уже возникает законный вопрос: исчерпаемо ли небо?

В самом деле, индустрия США, например, потребляет в год кислорода на 40 процентов больше, чем его вырабатывает поверхность этой страны. Очевидно, США потребляют кислород, вырабатываемый растениями, которые покрывают территорию Мексики, Канады и воды океанов... И все эти трудности в основном создает энергетика, базирующаяся на ископаемой органике.

Иное (с экологической точки зрения) – атомные электростанции. В отличие от тепловых, загрязняющих воздушный бассейн золой, копотью к дымом, АЭС зарекомендовали себя как самые гигиеничные, самые «чистые» станции.

При одинаковой электрической мощности ТЭС, работающие на органическом топливе, загрязняют в 500—1000 раз больший объем воздуха, чем АЭС.

Если теперь взять делящиеся вещества (вроде бы самое слабое место энергетики ядерной!), то и тут результаты не в пользу энергетики на органическом топливе. АЭС загрязняют внешнюю среду радиоактивными веществами, оказывается, в 10 000 раз меньше!

Подведем итоги: именно развернутое строительство АЭС станет мощным фактором защиты атмосферы от вредных промышленных отходов. И будет также способствовать (ядерная энергетика не нуждается в кислороде воздуха! Термин «горение» тут чисто условный!) сохранению неизменного геохимического режима нашей планеты.

Атом сливающийся

В апреле 1975 года на территории АЭС в Страсбурге (Франция) были взорваны две бомбы. Расследование показало: то была диверсия – враги развития ядерной энергетики пытались вызвать аварийный выброс радиоактивных веществ, накопившихся в реакторе, и намеренно загрязнить окружающие районы. Эта акция была приурочена по времени к открывающейся в Париже первой Европейской конференции по ядерной энергетике.

Вблизи зала (а иногда и в самом зале!) заседаний этого форума действовал хорошо отлаженный и отрепетированный ансамбль «демонстрантов». Они страстно выкрикивали: «Долой ядерную энергетику!», «Стоп радиоактивным отходам!», но не забывали единодушно, как по расписанию, уходить на обеденный перерыв.

Несомненно: кампания была инспирирована. И организовали ее конкуренты быстро развивающейся ядерной энергетики. Те, кому она мешала получать прежние, очень высокие прибыли. Враги ядерной энергетики пользовались и пользуются тем, что действительно не все проблемы взаимодействия этого нового вида энергетики и окружающей среды полностью решены. Ну, скажем, проблема удаления радиоактивных отходов из реакто ра. (Об этом уже говорилось выше, но тема эта крайне важна: добавим еще несколько слов.) Для перевозки приходится сооружать контейнеры с мощнейшей защитой и системами охлаждения. А весь процесс транспортировки организовывать так, чтобы эти отходы путешествовали мелкими партиями, – при этом вероятность аварии на единицу расстояния уменьшается до ничтожной величины, и все это требует немалых затрат.

Однако важно не только увезти ядерный «пепел», но и надежно упрятать его в особых «могильниках». Где их устроить – тоже проблема. На дне океанов? Во льдах Антарктиды? В кратерах давно потухших вулканов? В космосе? Сторонники последнего предложения рассуждают так. Особую опасность представляют долгоживущие радиоизотопы – цезий, стронций, самарий, америций и кюрий. Но их немного: порядка 100 килограммов на 10 миллиардов киловатт-часов выработанной в АЭС электроэнергии. Так вот их (если не будут разработаны достаточно надежные методы окончательного захоронения отходов на нашей планете), дескать, легко удалить с Земли путем вывода на вторую космическую скорость и сброса во внешний космос. Но не всесогласны с успехом подобных проектов. По современным оценкам, надежность успешного вывода космического корабля за пределы земной атмосферы близка к 0,8 – иными словами, в 20 процентах случаев радиоактивные отходы вместо отправки их к солнцу вернутся на земную поверхность, но уже распыленными!

Еще один необычный проект – отправить радиоактивные отходы к центру Земли.

Для плавления горных пород, сквозь которые должен опускаться контейнер с опасным грузом, в принципе можно использовать тепло радиоактивного распада подлежащих уничтожению материалов. Начинать погружение можно было бы, скажем, с вертикально восходящей из недр к поверхности соляной залежи – соль хорошо плавится. Что будет с этим предложением, гадать тут трудно. Пока же испытана модель: разогревающийся изнутри металлический шарик диаметром в 5 сантиметров положили на блок парафина. Шар плавил под собой парафин и исправно в него погружался.

Нет, видимо, лучшим решением энергетических проблем было бы осуществление управляемого термоядерного процесса. Пока он реализован лишь в водородных бомбах, которые в сотни раз опаснее, чем урановая или плутониевая атомные бомбы. В бомбе все заканчивается взрывом, для энергетики же необходимо, чтобы термоядерные реакции шли непрерывно и, по сравнению с водородной бомбой, в небольших масштабах.

Достоинство этого источника энергии не только в том, что он вечен (основное горючее – изотоп водорода дейтерий – можно добывать непосредственно из вод океана, в которых он составляет 1/6000 запасов обычного водорода), необычайно мощный (более мощен, чем атом делящийся: 1 грамм дейтерия в термоядерной реакции выделяет тепло, эквивалентное сжиганию при-' мерно 10 тонн угля), но главное – он безвреден для окружающей среды. Здесь не образуется в ощутимых количествах радиоактивных шлаков, нет большой опасности для населения при аварии термоядерной установки, и этот процесс не может быть использован для изготовления кустарных бомб.

Еще одно несомненное преимущество термоядерной энергетики – в наименьшей степени обезображивается лик Земли. Даже если главным источником лития на первом этапе эксплуатации термоядерных АЭС будет являться земная кора, то и тут площади земель, подвергаемых разрушению при добыче сырья, оказываются в сотни раз меньше, чем при обеспечении сырьем электростанций той же мощности на ископаемом угле. Если же получат развитие дейтериевые реакторы и сырье будет добываться из морской воды (любимый пример популяризаторов: энергия дейтерия, заключенного в стакане воды, эквивалентна сжиганию 300 литров бензина!), то ущерб, нанесенный биосфере, будет и совсем ничтожным.

Все говорит «за». Мешает лишь ядовитый вопрос когда? Как скоро этот процесс покорится воле исследователей?

Вначале ученым все казалось простым и доступным. Тогда физики праздновали одну победу за другой. Были созданы в рекордные сроки сначала атомная, затем водородная бомбы; еще позднее атомные электростанции. Казалось, от водородной бомбы до управляемого термоядерного синтеза, где при слиянии самых легких элементов (дейтерия или же трития) начнет, как это и происходит на солнце, выделяться обильная река энергии, казалось, эти два родственных процесса разделяет лишь короткий шаг. Однако тут самоуверенности физиков был нанесен сильнейший удар. Проходили годы, а до финишной ленточки было все еще крайне далеко. Дело дошло до того, что некоторые футурологи стали относить момент создания термоядерных электростанций чуть ли не в XXX век!

Но жизнь распорядилась по-иному. Советские «Токамаки» проложили путь к быстрому прогрессу.

Сейчас ученые уже научились нагревать плазму до «космических» температур, удерживать ее изолированной от стенок в течение секунд, научились создавать очень крупные сверхпроводящие магниты для удержания плазмы... Успехи налицо. И все же проблема остается адски сложной. Сил даже таких крупных держав, как СССР или США, уже не хватает. Поэтому за последние годы, благодаря инициативе советских специалистов, наметилось широкое международное сотрудничество. В результате разделения научного труда прогресс в этой области ускорился. Ученые рассчитывают в ближайшие годы (называют сроки 4—5 лет) в новой серии крупных установок (они будут введены в СССР, США, Японии и других странах) достигнуть всех параметров, необходимых для реального воплощения термоядерного реактора. Следующий шаг – проектирование уже международного токамака «Интор». Оно началось под эгидой Международного агентства по атомной энергии. Цель проекта – продемонстрировать техническую осуществимость термоядерного синтеза. Успехи неоспоримы, однако вопрос когда? по-прежнему порождает споры и дискуссии.

Планете жарко

Обычно слово «тепло» располагает к неге, навевает приятные мысли. Ласково тепле солнца, тепло дружеских объятий... Но если заглянуть в ГОСТ «Охрана природы и гидросферы», слово это зазвучит угрожающе. Тепловым загрязнением, оказывается, называется поступление тепла в водный объект, вызывающее нарушение качества воды. А от нарушений, ясно, хорошего не жди!

Средняя атомная электростанция берет из реки за сутки что-то около миллиона кубов воды и возвращает ее уже подогретой на 12—15 градусов. Река утепляется. Если станций много, река, гляди, и закипит!

К примеру, на Рейне (ФРГ) есть места, где вода в 38 градусов (по Цельсию) никого не удивляет. А в штаге Огайо (США) летом вода в речках кое-где прогревается до 50 градусов.

К чему это приводит? Река буквально мертвеет. Впрочем, гибель начинается при температурах гораздо более умеренных. Ежели вода теплее естественной нормы только на три градуса, то для водных жителей уже начиняются неприятности. Сказывается недостаток кислорода, начинается нежелательное ускорение химических и биологических превращений. В теплой воде резко усиливается чувствительность рыб к токсичным веществам, а их, увы, в реках подчас вполне достаточно.

В утепленной реке хищные рыбы быстрее накапливают в своих телах вредоносные химикаты – ДДТ, ПХБ (полихлорированные бифенилы) и так далее. Тоже можно сказать и про тяжелые металлы – свинец, ртуть, кадмий, кобальт...

Есть, говорят, бактерии, способные жить даже в кипятке. Но человек ведь не бактерия! Что же произойдет, если благодаря все более усиливающемуся коллективному тепловому воздействию фабрик, заводов, ТЭЦ, атомных электростанций, ГРЭС, промышленных объектов и т. п. земному шару станет жарко? И его температура начнет неуклонно подниматься?

В деталях ответить на это нелегко, но общая картина ясна. Повышение средней температуры планеты всего на несколько градусов вызовет резкое изменение климата. Скорее всего благодаря таянию льдов Антарктики и Гренландии начнется новый всемирный потоп. Впрочем, это лишь первое, что приходит в голову. А можно было бы указать еще на многое другое. Например, нарушение в глобальном масштабе процесса фотосинтеза, что прервет кругооборот кислорода и других газов. И это также чревато различными катастрофами.

Теперь другой (спорный) вопрос: какая именно степень разогрева планеты повлечет необратимые последствия? Единого мнения нет. Кто называет критическим повышение температуры на один градус, кто – на пять. Интересно в этом отношении мнение академика, лауреата Нобелевской премии Н. Семенова. Он ставит вопрос так: «Есть ли предел использованию термоядерной энергии?» Точнее, до каких пределов могут земляне наполнять свои «закрома» энергией?

Н. Семенов рассуждал так. Пусть допустимое увеличение температуры Земли будет равно 3,5 градуса. Такой разогрев, можно подсчитать, произойдет, если тепло, выделяющееся от всех действующих на планете энергетических установок, достигнет 5 процентов от всей солнечной радиации, поглощаемой поверхностью Земли и прилегающими к ней нижними слоями атмосферы.

Сколько энергии дает Земле солнце известно (Н. Семенов называет цифру 2-1013 килокалорий в секунду). Это число теперь надо сравнить с энергией всего добываемого топлива (нефть, газ, уголь) – 4,2-1016 килокалорий в год (оценки также Семенова).

Остается простая арифметика. Итог же таков. Максимум, что можно будет взять от термоядерных установок, когда они заработают в полную силу, так это энергию, лишь в 700 раз превышающую ту, которой мы, земляне, владеем теперь. В 700 раз – это очень много. Но это и предел. Потолок для дальнейшего энергетического роста!

А что же дальше? Свертывание цивилизации на Земле? Новый, еще более устрашающий, чем теперь (в связи с исчерпанием запасов органики), энергетический кризис? Не все согласны с оценками академика Н. Семенова. Одни полагают, что «тепловой барьер» будет достигнут человечеством еще очень не скоро – через многие сотни лет. Другие и вовсе считают: этот «потолок» просто не будет достигнут.

Академик М. Стырикович считает: «Мировой опыт показывает, что при достижении странами определенного уровня развития темпы роста населения и приросты удельных расходов энергетических ресурсов на человека снижаются...»

И далее: «...можно считать, что рост потребления энергоресурсов уже в ближайшем будущем будет идти медленнее, чем в последние десятилетия, а затем, вероятно в конце XXI века, постепенное замедление роста приведет в удаленном будущем практически к постоянному уровню мирового потребления энергоресурсов, когда население планеты стабилизируется, а медленный рост душевого потребления полезной энергии будет компенсироваться повышением КПД, ее преобразования и использования».

Так что до «теплового барьера» дело, в общем, может и не дойти.

Оценки показывают: как итог развития земной энергетики к 2120 году в среднем может быть достигнута тепловая нагрузка около 2 ватт на квадратный метр. Немного: солнце на тот же квадратный метр посылает энергию в 100 ватт.

До «теплового барьера» вроде бы далеко, но «теплые» острова на планете существуют уже сейчас. Так, например, в Манхаттане – центральной части Нью-Йорка, расположенной на одноименном острове, – тепловые выбросы составляют 117 ватт/м2.

Города расплываются подобно масляному пятну. Давным-давно перекрыта численность идеального города, которую Платон с помощью математики Пифагора определил в 5040 граждан. Ныне городом с миллионным населением никого не удивишь. Крупные города подобны асфальто-бетонной грелке: они на несколько градусов теплее окружающей местности.

В локальный разогрев планеты вносим вклад и мы. Каждый человек выделяет столько тепла, сколько дает горящая стопятидесятиваттная лампа накаливания. А в уличной сутолоке и давке это уже сотни тысяч горящих ламп!

Но, конечно, это лишь крохотная капля в море тепла, изливаемом заводами, машинами, электростанциями.

Тепловые пятна на планете могут быть локализованы не только на маленьких площадях: города или, скажем, крепости Гибралтар (6 квадратных километров]. Вся Япония (территория 600x600 км2) представляет собой очаг сплошной тепловой интенсивности.

Такой «остров» тепла уже в состоянии повлиять на динамику региональных атмосферных процессов – существенно изменить местный климат.

Переселение, в космос!

Проблема рационального размещения на земном шаре энергетических установок стала в последние годы актуальной.

В декабре 1975 года Всемирная метеорологическая организация провела в Женеве специальное совещание экспертов. Тема – «Метеорология, производство и потребление энергии».

Как с экологической точки зрения оптимально разместить топливно-энергетические комплексы? Чтобы избежать локальных перегревов, исключить радиационную опасность, уменьшить загрязненность воздуха вредными газами. Вопросы эти непросты. Возьмем, к примеру, атомную энергетику. До сих пор в числе основных преимуществ АЭС прежде всего называли возможность исключить перевозку сотен и тысяч тонн обычного топлива и размещать станции в непосредственной близости от источников потребления электроэнергии.