Возможно, вас удивит тот факт, что на электричество приходится лишь 21 процент мирового потребления энергии. Ископаемое топливо и прочие источники играют свою роль в обеспечении функционирования мира, но их значение, вероятно, будет снижаться, что бы ни случилось. Международное энергетическое агентство полагает, что доля электричества в мировом потреблении энергии удвоится только в следующем десятилетии. Вы все знаете причины: электрификация, электромобили, центры обработки данных и ИИ означают, что планете необходимо кардинально увеличить мощности по выработке, передаче и хранению энергии. Жаль только, что мир совершенно не готов удовлетворить такой возмутительный всплеск спроса.

Переучиваемся любить атом

США, безусловно, провели этот год, открывая двери для значительного увеличения внутреннего производства энергии. Частично это означает подачу сигнала о том, что США будут использовать атомную энергетику так, как не делали этого на протяжении многих поколений. В январе этого года исполнительный приказ под названием «Раскрывая энергетический потенциал Америки» включал в себя поручение правительству устранить правила и нормы, связанные с производством электроэнергии. Основное внимание уделялось уничтожению экологических норм, ограничивающих добычу нефти, природного газа и угля, а также устранению препятствий для строительства новых атомных электростанций. Затем, в мае, последующий приказ объявил о стремлении обеспечить внедрение «передовых ядерных технологий».

Будучи движущей силой развития ИИ, крупные технологические компании предприняли ряд громких шагов по приобретению дополнительных мощностей по производству энергии. Meta подписала 20-летнее соглашение с Constellation на владение всей выработкой Клинтонской АЭС, сохранив объект мощностью 1,1 ГВт после истечения срока действия налоговой льготы штата в следующем году. Microsoft заключила 20-летнее соглашение с Constellation на владение электроэнергией, вырабатываемой реактором 1 на Три-Майл-Айленд, ныне переименованной в Crane Clean Energy Center. 18 ноября этот проект также получил поддержку Министерства энергетики, которое авторизовало кредит на 1 миллиард долларов. Но даже без поддержки крупных технологических компаний перезапускаются другие законсервированные реакторы, такие как завод Palisades в Мичигане. Ранее в этом году Министерство энергетики предоставило кредит на 1,52 миллиарда долларов для восстановления и ввода в эксплуатацию объекта мощностью 800 МВт.

Крупные технологические компании также делают ставку на будущее атомной энергетики, подписывая соглашения с рядом стартапов, стремящихся создать новое поколение реакторов. Google, например, поддержала Kairos Power и ее план по созданию серии малых модульных реакторов. Amazon, тем временем, инвестировала в X-Energy и опубликовала планы по собственному строительству в штате Вашингтон.

Не только США заново открывают для себя атомную энергетику, но и весь остальной мир также наращивает новые мощности. Всемирная ядерная ассоциация сообщает, что в настоящее время строится 70 реакторов в 15 странах. Россия, Индия, Аргентина, Турция, Южная Корея, Япония и Бразилия, и это лишь некоторые из них, работают над новыми реакторами.

Китай сам по себе строит 33 реактора и, как сообщала ранее в этом году Nuclear Business Platform, в апреле этого года одобрил еще 10. В том же отчете добавляется, что политика Китая по производству нескольких реакторов одновременно привела к резкому снижению затрат. Указывается, что в то время как два новых реактора Великобритании на Хинкили-Пойнт обойдутся более чем в 60 миллиардов долларов, каждый из новых китайских реакторов будет стоить 2,7 миллиарда долларов.

Преодоление ядерного разрыва

Строительство атомного реактора — процесс небыстрый, и строительство объекта может занять большую часть десятилетия. К этому можно добавить еще несколько лет, если учитывать необходимые процедурные шаги, которые должны быть предприняты до того, как будет залит первый кусок бетона. Следовательно, любые существенные изменения в парке энергогенерирующих мощностей США будут измеряться поколениями, а не годами. Вызывает беспокойство то, что, несмотря на все внимание, уделяемое атомной энергетике, это лишь дымовая завеса для возобновления усилий по добыче ископаемого топлива.

В конце концов, одной из главных жертв «Большого, красивого законопроекта» стало упразднение субсидий для американской солнечной промышленности. Как мы сообщали в июле, этот акт подорвал отечественное производство солнечных панелей, передав доминирование в области возобновляемых источников энергии Китаю. Это идет рука об руку с созданием Министерством энергетики США финансового потока в размере 625 миллионов долларов для возрождения американской угольной промышленности и ввода в эксплуатацию старых электростанций. Или то, что оно также присуждает контракты на увеличение американского стратегического нефтяного резерва.

Еще в сентябре министр энергетики Крис Райт сделал неправдоподобное заявление BBC News о том, что добыча ископаемого топлива не вызывает беспокойства, поскольку термоядерная энергетика появится в сети в течение следующего десятилетия. Райт, сам являющийся бывшим генеральным директором компании по гидроразрыву пласта Liberty Energy, был подвергнут критике со стороны ряда экспертов по климату за публикацию отчета, изобилующего «вводящими в заблуждение или принципиально неверными» утверждениями. Аналогично, 20 ноября Министерство энергетики перетасовало свою оргструктуру, упразднив несколько департаментов, отвечающих за возобновляемые источники энергии и энергоэффективность, и создав Управление термоядерного синтеза.

Неудержимый рост солнечной энергетики

Хотя США могли подорвать свою отечественную солнечную промышленность, этого может быть недостаточно, чтобы сломить импульс возобновляемых источников энергии. В октябре Международное энергетическое агентство спрогнозировало, что к 2030 году мощности возобновляемых источников энергии вырастут на 4,6 ТВт — это сопоставимо с совокупной генерирующей мощностью Китая, ЕС и Японии. Ожидается, что 77% этого показателя придется только на солнечную энергию, несмотря на потерю субсидий в США и менее благоприятные обстоятельства в Китае.

Прогноз для США был значительно пересмотрен в сторону понижения как следствие политических решений. Но, несмотря на это, очевидные преимущества солнечной энергии никуда не делись, даже если цена может быть выше, чем в начале года. Она остается самым быстрым и дешевым способом добавления новой мощности во многих странах и может быть установлена как на уровне сети, так и на индивидуальной основе. Не говоря уже о ее полезности в отдаленных районах с недостаточными ресурсами для производства энергии, где она может снизить зависимость от ископаемого топлива. В этом году аналитический центр по чистой энергетике Ember сообщил о росте солнечной энергетики за последнее десятилетие, показав, как она выросла с 1% мирового производства энергии в 2015 году до 8,8% в первой половине 2025 года.

«Спрос на электроэнергию со стороны ИИ является макродрайвером для солнечной энергетики, производимой в США», — сказал Роб Гарднер, вице-президент коалиции «Производители солнечной энергии для Америки». «Инвестиции в ИИ не могут принести ожидаемой прибыли без быстрого развертывания мощностей, а солнечная энергетика США является самой быстрой и дешевой для развертывания», — добавил он. Гарднер сослался на недавний прогноз Федеральной комиссии по регулированию энергетики (FERC), который предсказывает, что с сегодняшнего дня по июль 2028 года будет введено в эксплуатацию 92,6 ГВт солнечной мощности.

Мечта о термоядерном синтезе

США возлагают большие надежды на термоядерную энергетику, чтобы избавиться от долгов нашего ископаемого прошлого. Ранее в этом году Министерство энергетики выпустило дорожную карту, чтобы вывести термоядерный синтез из лаборатории в мир. Оно стремится скоординировать оставшиеся ресурсы федерального правительства для устранения «критических научных, материаловедческих и технологических пробелов» в мире термоядерного синтеза. В течение следующих трех лет чиновникам поручено проектировать объекты для реакторов и разрабатывать источники топлива. В течение следующего десятилетия ожидается, что правительство сможет предложить крупномасштабные топливные циклы для помощи частным предприятиям в начале их деятельности.

Если термоядерную энергию удастся освоить, она будет иметь многие из тех же преимуществ, что и ядерное деление, но со значительно меньшими недостатками. Если ядерное деление использует энергию, высвобождающуюся при расщеплении атома, то термоядерный синтез использует энергию, высвобождающуюся при столкновении двух меньших атомов для создания большего. Он использует тот же принцип, что и в нашем Солнце: термоядерный синтез атомов водорода для создания гелия. И хотя термоядерный синтез требует радиоактивных материалов, мы можем получать дейтерий и тритий из воды и лития.

ITER (Международный экспериментальный термоядерный реактор) — это гигантский экспериментальный термоядерный реактор, строящийся во Франции, который, после ввода в эксплуатацию, станет крупнейшим в мире. Он поддерживается коалицией стран, включая США, ЕС и Китай, и имеет целью как производство энергии, так и разработку технологий, необходимых для воплощения термоядерного синтеза в реальность. Организация утверждает, что на планете имеется достаточное количество обоих материалов для работы термоядерных установок как минимум тысячу лет, если не дольше. Существует также ряд преимуществ в плане безопасности, поскольку не происходит образования долгоживущих и опасных отходов, связанных с атомной энергетикой, нет риска расплавления, а его сырье нельзя использовать для создания оружия.

Но хотя термоядерный синтез возможен и на бумаге мог бы стать решением всех энергетических проблем мира, это еще не реальность. Существует большое количество инженерных проблем, отделяющих нас от жизнеспособного коммерческого реактора. Изменение, которое произошло в этом году, заключается в том, что термоядерный синтез теперь рассматривается как «приоритет национальной стратегии», по словам Международного агентства по атомной энергии. Более 160 термоядерных установок работают по всему миру, каждая из которых стремится найти способы решения сложных проблем, стоящих между нами и неограниченной энергией.

Но помимо ITER, есть и другие крупные страны, работающие над развитием собственных термоядерных мощностей. Крупнейшим, вероятно, является китайский Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), который уже установил рекорд по выработке энергии. В начале этого года ему удалось поддерживать стабильное состояние в течение 1066 секунд.

Но то, что мы видим сейчас, и что может дать некоторую надежду, — это всплеск интереса со стороны частного сектора. Такие компании, как Commonwealth Fusion, Type One Energy, Helion и Pacific Fusion, работают над собственными термоядерными установками. Эти проекты получили миллиарды финансирования, но, вероятно, всем им потребуется время, чтобы выяснить, жизнеспособны ли их подходы.

Стюарт Уайт, представитель Tokamak Energy, британо-японского стартапа, выделившегося из британского Агентства атомной энергии и разрабатывающего собственные термоядерные технологии. В 2022 году собственный реактор компании смог достичь температуры плазмы в 100 миллионов градусов Цельсия. «Это невероятное достижение, но оно не сможет обеспечить энергией дома по всей Великобритании или где-либо еще», — сказал он. Уайт считает, что в течение следующего десятилетия мир термоядерного синтеза будет «масштабировать» проекты, чтобы найти правильный путь к созданию коммерческих реакторов. Он сослался на национальные программы, такие как британская STEP, которая должна начать работу в 2040 году, в то время как план США на середину 2030-х годов он считает «агрессивным».

Уайт также пояснил, что столь же важно, как и решение ключевых физических проблем, — это создание цепочки поставок для фактического производства оборудования. Он подчеркнул важность производства в Японии и Китае для изготовления необходимого оборудования для строительства термоядерных реакторов. И что этот процесс, хотя и трудоемкий в настоящее время, поможет ускорить eventual разработку технологии в будущем. Уайт добавил, что еще одним позитивным знаком является то, что регуляторы, вероятно, не будут так же интенсивно проверять термоядерные реакторы, как и атомные. Это ускорит строительство новых объектов и снизит затраты, когда они в конечном итоге войдут в эксплуатацию.

Однако ясно одно: термоядерный синтез не сможет мгновенно решить проблемы декарбонизации энергетических потребностей мира в такие сжатые сроки, которые, вероятно, потребуются. (Уайт сказал, что он, вероятно, появится вовремя, чтобы дополнить другие чистые источники энергии в течение следующих полувека, а не так быстро, чтобы каждая другая электростанция была немедленно выведена из эксплуатации.) Следовательно, правительствам мира необходимо продолжать уделять приоритетное внимание развертыванию возобновляемых источников энергии, а не надеяться, что термоядерный синтез просто спасет всех в следующем десятилетии.