Атомная энергетика может сыграть решающую роль, помогая миру достичь ключевой цели по нулевому выбросу углерода к середине века, особенно в странах с низкими ветровыми ресурсами, согласно новой работе в журнале Nature Energy Лей Дуана и Кена Калдейры из Департамент глобальной экологии Карнеги.
Деятельность человека приводит к выбросу углеродного загрязнения в атмосферу, влияя на глобальный углеродный цикл и вызывая потепление, а также изменяя структуру осадков. По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата, для минимизации катастрофических последствий для климата важно, чтобы человечество работало над тем, чтобы средняя глобальная температура не превышала 1,5 градуса Цельсия по сравнению с доиндустриальным уровнем. Группа заявила, что для достижения этой цели выбросы углерода во всей энергетической системе должны достичь нуля к середине этого века.
«Возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнце, отлично подходят для сокращения выбросов углерода», — сказал Дуан. «Тем не менее, ветер и солнце имеют естественные различия в их доступности изо дня в день, а также в разных географических регионах , и это создает сложности для общего сокращения выбросов».
Сегодня пробелы в энергии, которую обеспечивают ветер и солнечная энергия, могут быть восполнены за счет производства электроэнергии из природного газа. Однако в системе электроснабжения с нулевым уровнем выбросов необходим другой способ обеспечения электроэнергией, когда не светит солнце и не дует ветер.
Предыдущие исследования показали, что сокращение выбросов углекислого газа на 80 процентов может быть достигнуто за счет увеличения количества установок по сбору ветровой и солнечной энергии . Однако разрыв между спросом и предложением, вызванный такой изменчивостью природных ресурсов, потребует значительных изменений в инфраструктуре — значительного расширения возможностей хранения и передачи энергии, а также инфраструктуры по производству энергии — для достижения 100-процентного сокращения.
«Чтобы добиться этих последних 10 или 20 процентов декарбонизации, нам нужно иметь больше инструментов в нашем наборе инструментов, а не только ветер и солнечную энергию», — пояснил Калдейра.
Чтобы оценить возможность использования ядерной энергии для удовлетворения этой потребности, Дуан и Калдейра вместе с Робертом Петроски из TerraPower LLC и Лоуэллом Вудом из Gates Ventures LLC исследовали ветряные и солнечные ресурсы в 42 странах и использовали эту информацию для оценки способности ядерной энергетики обеспечить дешевую энергию и заменить природный газ в качестве резервного источника энергии. Их анализ был сосредоточен на определении того, какие страны скорее выиграют от изучения ядерной энергетики в качестве варианта своего энергетического комплекса.
Они обнаружили, что в таких странах, как США, которые имеют подходящие географические и климатические условия для производства достаточного количества энергии ветра, атомная энергия не будет развернута до тех пор, пока она не понадобится для преодоления последних оставшихся препятствий декарбонизации. Но в странах с более бедными ветровыми ресурсами, таких как Бразилия, стратегическое использование ядерной энергии может обеспечить более быстрый отказ от углерода.
«При строгом контроле за выбросами парниковых газов надежное производство электроэнергии , обеспечиваемое атомной энергетикой , имеет большую потенциальную ценность в электросетях для большинства стран», — заключил Дуан. «Места с плохими ветровыми ресурсами могут извлечь выгоду из атомной энергии раньше на пути к нулевым выбросам, тогда как в местах с очень хорошими ветровыми ресурсами она понадобится только для того, чтобы избавиться от последних следов выбросов углерода».
Калдейра добавил: «В ходе нашего анализа мы рассмотрели самый дешевый способ устранения выбросов углекислого газа с учетом сегодняшних цен. Мы обнаружили, что при сегодняшних ценах атомная энергетика является самым дешевым способом устранения всех выбросов углекислого газа почти повсеместно. Однако, если технологии хранения энергии станут очень дешево, то ветер и солнечная энергия потенциально могут стать наименее затратным путем к системе электроснабжения с нулевым уровнем выбросов».
