Как без рук: почему человечеству не обойтись без ядерных технологий

Ученые НИУ ВШЭ, используя комплексные математические модели, предсказали, как изменение доли атомной энергетики в мировом энергетическом балансе повлияет на социальные, экономические и экологические показатели в будущем. Для оценки этого влияния они использовали индекс устойчивого развития (ИУР), который отражает прогресс в достижении 17 целей, установленных ООН в 2015 году.

В 2015 году ООН разработала «план достижения лучшего и более устойчивого будущего для всех» — концепцию устойчивого развития, подразумевающую решение глобальных экономических, социальных и экологических проблем, а также способную обеспечить стабильное развитие всего человечества в будущем.

Эти меры направлены на оптимальное использование ограниченных ресурсов планеты и использование экологичных — природо-, энерго-, и материало-сберегающих технологий, на сохранение стабильности социальных и культурных систем, на обеспечение целостности биологических и физических природных систем.

Одна из главных целей развития — получение значительного количества недорогостоящей  и экологически чистой энергии (ЦУР 7), которая критически необходима для достижения большинства других целей. 

Каждый из сценариев, разработанных специалистами ВШЭ, учитывал различные тенденции: быстрый переход к возобновляемым источникам энергии и сокращение традиционных углеводородных, либо сохранение использования ископаемых ресурсов при медленном развитии возобновляемой энергетики.

Согласно полученным прогнозам, наиболее эффективным решением будет увеличить  долю атомной энергетики до 20–25% от общего мирового энергопотребления к 2050 году. Это позволит снизить уровень выбросов углекислого газа и увеличить индекс устойчивого развития на 36%, достигнув показателя 0,7–0,75 при текущем значении 0,55. Ученые отмечают, что на начальных этапах реализации возможен экономический спад, связанный с необходимостью развивать новые технологии, но затем показатель будет расти.

Уменьшение доли атомной энергетики до 1–3% приведет к снижению индекса устойчивого развития. Это связано с ростом стоимости энергоносителей, что может привести к сокращению рабочих мест, снижению производства и ухудшению благосостояния населения. Некоторые развитые страны могут улучшить свои экономические позиции, но за счет снижения уровня жизни в развивающихся странах и увеличения доли населения, живущего за чертой бедности. Кроме того, такой подход не решает проблему выбросов углекислого газа. Прогнозный показатель ИУР к 2050 году для этого сценария оценивается в 0,25–0,3.

Медленный рост доли атомной энергетики до 7–10% сначала приведет к повышению индекса, но к 2050 году он снизится. Ученые объясняют это тем, что рост энергопотребления и истощение природных ресурсов приведут к росту цен на энергоносители, а доля атомной энергетики окажется недостаточной для сдерживания цен. При таком подходе индекс устойчивого развития составит от 0,45 до 0,5.

Динамичное развитие атомной энергетики до 63–68% требует больших финансовых вложений на начальных этапах роста мощностей. Показатель устойчивого развития для этого сценария к 2050 году будет равен 0,85–0,90.

При этом критически важным фактором остается вопрос экологичности энергетической системы. Значительное антропогенное воздействие на окружающую среду, возможно, стало одной из причин экологических проблем  — усиления парникового эффекта за счет увеличения выбросов CO2 и, как следствие, глобального потепления. 

По оценкам экспертов, дальнейшее развитие мировой экономики потребует не менее 1,5-кратного роста потребления энергии с учетом возрастающих запросов. Специалисты допускают и гораздо больший рост, что приведет к пропорциональному росту загрязнения окружающей среды. 

Доля экологически чистой атомной энергетики в энергетическом балансе должна значительно увеличиться — с примерно 5% в настоящее время до желательных 50-70% — как наиболее сбалансированный источник по ключевым показателям: цене энергогенерации, обеспеченности топливом, влиянию энергогенерации на окружающую среду и безопасности производства.

В настоящее время ни одна энергетическая система в полной мере не удовлетворяет перечисленным критериям выбора. Наиболее близким к приемлемому решению является атомная энергетика на основе реакторов на быстрых нейтронах с замкнутым ядерным топливным циклом. Более точные выводы можно будет сделать после завершения строительства первого полномасштабного опытного образца с инфраструктурой пристанционного ЯТЦ БРЕСТ-ОД-300 и результатов его опытной эксплуатации.