Что такое «атомно-водородная энергетика» и как в ее развитии могут помочь ВТГР?

Основным принципом развития мировой энергетики, несомненно, является постепенное замещение угля, газа и нефти ядерной энерге­тикой и т. наз. возобновляемыми источниками (доля которых в мировом топливно-энергети­ческом балансе, впрочем, в самых оптимисти­ческих прогнозах не превысит 10%). Однако, если замещение угля и газа в их «энергети­ческих нишах» (производство электричества и бытового тепла) ядерной энергией техниче­ски вполне реализуемо уже в настоящее вре­мя, то вопрос с нефтью (а ее доля в мировом топливно-энергетическом балансе составляет около 40%) обстоит существенно сложнее.

Дело в том, что на современных ТЭС и ТЭЦ нефть почти не используется (за исключе­нием тяжелой фракции ее перегонки - мазута). Ее «энергетическая ниша» - топливо для транс­порта (бензин, керосин, солярка). И вот здесь «ядерное замещение» напрямую практически невозможно - кроме, в заведомо незначитель­ных объемах, морского транспорта и перевода на электротягу железных дорог. Огромные по­требности авто- и авиатранспорта «зависают».

В то же время именно в этой «энергетиче­ской нише» существует прекрасное топливо -молекулярный водород. Его удельная (на еди­ницу массы) теплотворная способность почти втрое больше, чем у бензина, практическая возможность использования в двигателях вну­треннего сгорания подтверждена уже сейчас, а «экологическая чистота» почти абсолютна -продуктом сгорания является обыкновенная вода. Трудность только одна, но очень суще­ственная - его нет в природе в свободной (хи­мически несвязанной) форме, хотя в виде со­единений с кислородом (вода) и с углеродом (метан, основа природного газа) очень много. Поэтому главная задача водородной энергетики - получение промышленных ко­личеств водорода в свободной форме. Такая технология хорошо известна - по совокупно­сти технологических и экономических обсто­ятельств это т. наз. паровая конверсия метана. Однако ее реализация требует значительного количества высокотемпературного (1000°С) тепла. Вот здесь и сказываются эксплуатационные возможности ВТГР, способные это обе­спечить.

Становится понятной примерная структура топливно-энергетического комплекса обозри­мого будущего. Угольная компонента, вероятно, будет сохранена, но в формах, резко уменьша­ющих ее промышленные и экологические риски (например, подземная газификация). Исполь­зование газа как топлива для производства электричества и бытового тепла будет сокра­щаться, постепенно замещаясь ядерной гене­рацией и теплоснабжением, а некоторое коли­чество ВТГР будут использованы для наработки водорода из замещаемого газа. При этом ВТГР, благодаря своей многофункциональности, мо­гут избежать неблагоприятного «маневренного режима» - ночью, когда суточный график на­грузок близок к базовой части, они полностью работают на производство водорода (базовую часть суточного графика обеспечивают «тради­ционные» реакторы). Днем же они, не изменяя мощности, принимают участие в покрытии пи­ков суточного графика электрических нагрузок.