Использование ядерной энергетики для опреснения позволит обеспечить безопасность запасов пресной воды

В центре климатического кризиса — вода. Повышение уровня моря, участившиеся наводнения и засухи, сокращение ледникового и снежного покрова — все эти явления, как ожидается, затруднят доступ к источникам питьевой воды. Если не будут решены задачи по смягчению этих и других последствий изменения климата, нехватка воды будет создавать все большую угрозу качеству жизни на земле. Спрос на пресную воду для питья и промышленного использования не ограничивается странами, которые не имеют выхода к морю, и сказывается также на малых островных развивающихся государствах и странах с большими прибрежными территориями.

Решение этой проблемы могут предложить атомные электростанции, которые при этом выполняют двойную задачу — производят низкоуглеродную электроэнергию и перерабатывают морскую воду в пресную. «Неэлектрические применения на основе ядерной энергии, такие как опреснение, предлагают устойчивые решения для целого ряда связанных с интенсивным использованием водных ресурсов задач, с которыми предстоит справиться нынешнему и будущим поколениям,  — от удовлетворения потребностей миллионов домохозяйств и промышленного использования пресной воды до сельского хозяйства и животноводства», — говорит технический руководитель по неэлектрическим применениям в МАГАТЭ Франческо Ганда.

МАГАТЭ на протяжении почти 30 лет содействует усилиям стран по улучшению водоснабжения, качества и доступа к чистой воде при помощи ядерного опреснения — процесса, при котором вырабатываемые атомной электростанцией тепло и электроэнергия используются для удаления из морской воды солей и минералов посредством дистилляции или мембранного разделения, в основном методом обратного осмоса. По сравнению с другими методами опреснения, например, на основе ископаемых видов топлива, опреснение с использованием ядерной энергии менее углеродоемко и при этом экономически конкурентоспособно. Наибольшим опытом в области ядерного опреснения обладают Индия, Казахстан и Япония, у которых за плечами сотни реакторо-лет успешной работы. Опреснение — практичное и экономически эффективное средство, которое открывает путь к питьевой воде для тысяч населенных пунктов. «АЭС могли бы помочь удовлетворить растущий спрос на питьевую воду и дать надежду тем районам во многих засушливых и полузасушливых зонах, которые испытывают острую нехватку воды», — отмечает Ганда.

В 1996 году МАГАТЭ создало свою первую консультативную группу по ядерному опреснению, которая помогла активизировать обсуждение деятельности по ядерному опреснению и предоставила странам площадку для обмена опытом в области использования атомных электростанций для целей опреснения воды. С тех пор интерес к опреснению морской воды с использованием ядерной энергии постоянно растет во всем мире.

«Все больше стран серьезно рассматривают возможности опреснения воды с использованием ядерной энергии с целью удовлетворить свои потребности в воде и избежать при этом выбросов углерода, — говорит Ганда. — Поскольку опреснение воды — это весьма энергоемкая технология, крайне важно использовать мощные источники питания с нулевым уровнем выбросов углерода, и как раз такие предлагает ядерная энергетика. Это позволит и в будущем обеспечивать все больше людей во всем мире чистой водой и одновременно бороться с изменением климата и выполнять обязательства по достижению нулевого уровня выбросов. МАГАТЭ стоит во главе усилий по оказанию странам содействия в достижении этих целей».

Для развития и ускорения работы в этой области науки МАГАТЭ разработало и запустило две компьютерные программы, Программу экономической оценки опреснения и Программу термодинамической оптимизации опреснения. Они призваны помочь экспертам в проведении экономического, термодинамического и оптимизационного анализа различных энергоресурсов, используемых в тех или иных процессах опреснения.

Раскрытие потенциала опреснения

В 2022 году МАГАТЭ в рамках своей программы технического сотрудничества провело в Аммане, Иордания, национальные учебные курсы в целях создания потенциала в области использования малых модульных реакторов (ММР) для опреснения воды. Посредством Платформы МАГАТЭ по малым модульным реакторам и их применениям Иорданская комиссия по атомной энергии (ИКАЭ) обратилась к МАГАТЭ с просьбой о проведении его экспертами по ядерной энергетике оценки исследования ядерного опреснения с использованием ММР.

«В Иордании опреснение рассматривается в качестве основного источника пресной воды, который позволит удовлетворить ожидаемый спрос и сократить разрыв между водоснабжением и спросом на воду», — говорит комиссар по вопросам ядерных энергетических реакторов ИКАЭ Халид Хасауна. Исследование показало целесообразность использования в Иордании ядерной энергии для опреснения. «По сравнению с импортными источниками энергии эта технология предлагает конечным потребителям конкурентные цены на пресную воду», — добавляет Хасауна.

В октябре 2023 года МАГАТЭ проведет в Москве межрегиональные учебные курсы, посвященные изучению конструктивных особенностей проектов в области когенерации с использованием ММР и микрореакторов, которые в ходе процесса опреснения используют электроэнергию или тепло.

Аналитическое программное обеспечение, набор инструментов МАГАТЭ по ядерному опреснению и проводимое МАГАТЭ обучение дополняет серия технических публикаций, призванных ознакомить экспертов с вопросами проектирования, экономики и безопасности опреснения морской воды с использованием ядерной энергии. В целях внедрения инноваций в области опреснения МАГАТЭ реализовало также ряд соответствующих проектов координированных исследований.

МАГАТЭ продолжает работу, направленную на повышение роли ядерных реакторов, как уже эксплуатируемых, так и запланированных, в расширение доступа к чистой воде при помощи технологий низкоуглеродного ядерного опреснения с использованием ядерной энергии. В прошлом году МАГАТЭ приступило к реализации нового исследовательского проекта с целью оценить различные направления применения ядерной когенерации, включая ядерное опреснение, и изучить соображения, исходя из которых страны могли бы рассматривать ядерную когенерацию в качестве составляющей комплекса мер по борьбе с изменением климата.