Когда будет термояд: 500-мегаваттный проект iter глазами участника

История становления задачи

В то время, как тяжёлых элементов, требующихся для ядерных реакций на Земле и в целом в космосе довольно мало, лёгких элементов для термоядерных реакций очень много как на Земле, так и в космосе. Поэтому идея использовать термоядерную энергию во благо человечества пришла практически сразу с пониманием процессов, лежащих в её основе – это сулило поистине безграничные возможности, так как запасов термоядерного топлива на Земле должно было хватить на десятки тысяч лет вперёд.

Уже в 1951 году появились два основных направления развития термоядерных реакторов: Андреем Сахаровым и Игорем Таммом была разработана архитектура токамака в котором рабочая камера представляла из себя тор, в то время как Лайманом Спитцером была предложена архитектура стеллатора более замысловатой конструкции по форме более всего напоминающая лист Мёбиуса перевёрнутый не один, а несколько раз.

Простота принципиальной конструкции токамака позволила длительное время развивать это направление за счёт повышения характеристик обычных и сверхпроводящих магнитов, а также путём постепенного увеличения размеров реактора. Но с повышением параметров плазмы постепенно стали также проявляться и проблемы с её нестабильным поведением, которые тормозили процесс.

Сложность конструкции стеллатора и вовсе привела к тому что после первых экспериментов в 50-х годах развитие этого направления на долгое время остановилось. Новое дыхание оно получило совсем недавно с появлением современных систем автоматизированного проектирования, которые позволили спроектировать стеллатор Wendelstein 7-X с необходимыми для его работы параметрами и точностью конструкции.

Диагностика сердца ИТЭР

Россия строит чуть менее 10% реактора ИТЭР. Каждый день участники по несколько часов ведут обсуждение деталей проекта на онлайн-конференциях по темам, касающимся конкретных групп ученых и определенных стран. Автору этого текста пришлось покинуть кабинет как раз с началом такого онлайн-совещания, так и не успев задать эксперту всех вопросов. Зато интервью завершилось неожиданной экскурсией в чистый зал, где новосибирские физики уже сконструировали помещение для создания порт-плагов — бункеров размером с танк Т-60 и начиненных тысячами датчиков для измерения всех необходимых параметров горения плазмы. Это десятки тысяч видов различных измерений. Чаще всего это томографические измерения для постоянной фиксации и выявления различных характеристик плазмы. Через отдельные порты будет происходить собственно нагрев плазмы. Таких «танков» на реакторе 28, каждый — для решения своих задач. Все они будут закреплены непосредственно на вакуумной камере, поэтому их вес не должен превышать 50 тонн.

Четыре порт-плага (три верхних и один более крупный — экваториальный) создает Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН. В каждом порт-плаге своими измерениями займутся разные группы ученых из нескольких стран. В порт-плагах, сделанных в Новосибирске, предстоит работать научным группам из России, Европы, Индии, Кореи и США. Задача сибиряков — интегрировать абсолютно разные технологии измерения в единый комплекс, при этом не превысив параметры порт-плагов ни по массе, ни по занимаемой площади внутри бункера. Ученые из ФТИ имени Иоффе планируют регистрировать в плазме атомы перезарядки, ученые из Кореи — измерять уровень ультрафиолетового излучения, а американские специалисты собираются проводить СВЧ-диагностику плазмы.

Организации из перечисленных стран-участниц займутся сборкой порт-плага непосредственно в ИЯФ СО РАН. Для сборки таких объектов нужны, с одной стороны, огромная грузоподъемность кранов для перемещения и различных манипуляций с многотонными комплектующими, с другой — необходимо чистое помещение, чтобы на прецизионно точное оборудование не попала пыль. Зал с такими уникальными характеристиками, вероятно, будет похож на гигантскую операционную. Такое сравнение выглядит особенно уместно, если иметь в виду, что вакуумная камера с порт-плагами — это сердце ИТЭР, а постоянные измерения — это диагностика, необходимая для его жизни.

С этой целью в ИЯФ создали огромный зал и оснастили его подвесным краном и промышленными системами фильтрации поступающего воздуха. При открывании люка для загрузки оборудования с улицы из помещения наружу поступает сильный встречный поток воздуха, который не допускает попадания пыли внутрь зала. Первые испытания пройдут на макетах. Начало сборки запланировано на 2022–2023 годы.

Ядерная угроза

В 1945 году мир был потрясен трагедией японских городов Хиросимы и Нагасаки. Правительство Соединенных Штатов сбросило две атомные бомбы на Японию, мотивируя это стремлением положить конец Второй мировой войне.

Последствия данного события оказались шокирующими. Атомная бомба доказала свою эффективность, практически до основания разрушив оба города. Мощность взрывов была колоссальной. За годы войны уже был проведен ряд испытаний ядерного оружия, но впервые оно было применено против населения.

Атомный взрыв не только унес огромное количество жизней. Выжившие после сброса бомбы ощутили на себе страшные последствия спустя несколько лет. Радиация привела к появлению лучевой болезни — недуга, проявившегося не только у людей, оказавшихся вблизи взрыва, но и у детей, родившихся в дальнейшем у этих людей.

Атомные взрывы приводят к большим выбросам ионизирующего излучения. Радиация способна сохранять свои ионизирующие свойства на протяжении десятков и сотен лет, распространяясь через атмосферу, загрязняя воды, выпадая в виде осадков.

Ядерное оружие являет серьезную угрозу. Гонка вооружений, продолжавшаяся практически всю вторую половину 20 века, поставила планету перед возможностью Третьей мировой войны. В настоящее время многие страны имеют ядерное оружие, ставя под угрозу жизнь всего человечества.

Не только ядерное вооружение может таить опасность. Объекты мирного назначения также могут привести к печальным последствиям при недостатке контроля. Трагедия на Чернобыльской АЭС в 1976 году наглядно демонстрирует, что может произойти, если недооценивать ядерную мощь.

Реакции ядерного синтеза и ядерного распада являются важными достижениями науки. Открытия в данной сфере могут использоваться как во зло, так и во благо. Правильное отношение к ядерным процессам позволяет минимизировать риски использования атомного потенциала.

Принцип действия водородной бомбы

Водородная бомба – сложнейшее техническое устройство, взрыв которого требует последовательного протекания ряда процессов.

Сначала происходит детонация заряда-инициатора, находящегося внутри оболочки ВБ (миниатюрная атомная бомба), результатом которой становится мощный выброс нейтронов и создание высокой температуры, требуемой для начала термоядерного синтеза в основном заряде. Начинается массированная нейтронная бомбардировка вкладыша из дейтерида лития (получают соединением дейтерия с изотопом лития-6).

Под действием нейтронов происходит расщепление лития-6 на тритий и гелий. Атомный запал в этом случае становится источником материалов, необходимых для протекания термоядерного синтеза в самой сдетонировавшей бомбе.

Смесь трития и дейтерия запускает термоядерную реакцию, вследствие чего происходит стремительное повышение температуры внутри бомбы, и в процесс вовлекается всё больше и больше водорода.
Принцип действия водородной бомбы подразумевает сверхбыстрое протекание данных процессов (устройство заряда и схема расположения основных элементов способствует этому), которые для наблюдателя выглядят мгновенными.

Критика исследований

Основная критика исследований в области термоядерных реакторов основана на том, что исследования идут крайне медленно. И это правда – от первых экспериментов до производства безубыточной термоядерной реакции нам потребовалось целых 66 лет. Но суть проблемы тут заключается в том, что финансирование таких исследований никогда не достигало необходимого уровня – вот пример оценок Администрации энергетических исследований и разработок США по уровню финансирования проекта постройки термоядерного реактора и времени его завершения:

Как видно по этому графику – удивительно не то что мы до сих пор не имеем коммерческих термоядерных реакторов, производящих электроэнергию, а то, что мы вообще смогли добиться какого-то положительного выхода энергии из экспериментальных реакторов на данный момент.

Только благодаря совместной кооперации всех развитых стран в лице Евросоюза, России, США, Китая, Японии и Индии удалось проспонсировать такой проект как ITER, который должен привести нас в дальнейшем к электростанции DEMO и сотням других термоядерных электростанций, которые заменят нам в будущем иссякающие запасы легкодоступных ископаемых топлив.

Концептуальный проект

Термоядерный синтез, та же реакция, которая происходит в центре Солнца, соединяются атомные ядра, чтобы сформировать более тяжелые ядра. Термоядерный синтез генерирует гораздо больше поток энергии, чем сжигание ископаемого топлива.

Например, в количестве атомов водорода размером с ананас находится столько же энергии, сколько в 10 000 тонн угля, в соответствии с заявлением по проекту международного термоядерного реактора.

В отличие от ядерного деления которое разбивает большие атомы на более мелкие этот термоядерный реактор не будет производить высокий уровень радиоактивных отходов. И в отличие от установок по производству ископаемого топлива, термоядерная энергия слияния не генерирует парниковых газов, углекислого газа или других загрязнителей.

Ядерное деление

В термоядерном реакторе выделяется энергия при синтезе лёгких ядер (водорода, гелия и лития). Чтоб два ядра водорода (на практике – дейтерия и/или трития, то есть изотопов водорода) сошлись на достаточно близкое расстояние, чтобы преодолеть кулоновское отталкивание одноименно заряженных ядер, необходимо создать либо огромное давление, либо крайне высокую температуру.

В термоядерном реакторе нет ничего самопроизвольного, поэтому он безопаснее.  Любое неконтролируемое повреждение и исчезают условия, необходимые для термоядерного синтеза.

Термоядерный синтез

Атомный термоядерный реактор использует сверхпроводящие магниты для плавления атомов водорода и получения большого количества тепла. Будущие атомные термоядерные электростанции могут затем использовать эту теплоту для привода турбин и выработки электроэнергии.

Экспериментальный реактор не будет использовать обычные атомы водорода, ядра которых состоят из одного протона. Вместо этого он будет взрывать дейтерий, ядра которого имеют один протон и один нейтрон, с тритием, ядра которых имеют один протон и два нейтрона. Дейтерий легко извлекается из морской воды, а тритий будет сгенерирован внутри термоядерного реактора. Поставки этих видов топлива достаточно велики, достаточно на миллионы лет при нынешнем глобальном потреблении энергии.

И в отличие от реакторов деления, термоядерное синтезирование является очень безопасным: если реакции термоядерного синтеза нарушаются в пределах завода по термоядерному синтезу, термоядерные реакторы просто отключаются безопасно и без необходимости внешней помощи, отметил проект ITER. Теоретически, плавильные установки также используют только несколько граммов топлива одновременно, поэтому нет возможности аварии расплава.

Дизайн

Наглядное объяснение передачи энергии в реакторе с водой под давлением. Первичный хладагент обозначен оранжевым цветом, а вторичный хладагент (пар, а затем и питательная вода) — синим.

Система теплоносителя первого контура, показывающая корпус реактора (красный), парогенераторы (фиолетовый), компенсатор давления (синий) и насосы (зеленый) в трех контурах теплоносителя, конструкция Hualong One

Ядерное топливо в корпусе реактора участвует в цепной реакции деления , в результате которой выделяется тепло, нагревая воду в первом контуре теплоносителя за счет теплопроводности через оболочку твэла. Горячий теплоноситель первого контура перекачивается в теплообменник, называемый парогенератором , где он проходит через сотни или тысячи небольших трубок. Тепло передается через стенки этих труб к вторичному теплоносителю с более низким давлением, расположенным на стороне листа теплообменника, где теплоноситель испаряется в пар под давлением. Передача тепла осуществляется без смешивания двух жидкостей, чтобы предотвратить превращение теплоносителя второго контура в радиоактивный. Некоторые распространенные устройства парогенератора представляют собой U-образные трубы или однопроходные теплообменники.

На атомной электростанции сжатый пар подается через паровую турбину, которая приводит в действие электрический генератор, подключенный к электрической сети для передачи. После прохождения турбины теплоноситель второго контура (пароводяная смесь) охлаждается и конденсируется в конденсаторе . Конденсатор преобразует пар в жидкость, чтобы его можно было перекачивать обратно в парогенератор, и поддерживает вакуум на выходе из турбины, так что перепад давления в турбине и, следовательно, энергия, извлекаемая из пара, максимизируются. Перед подачей в парогенератор конденсированный пар (называемый питательной водой) иногда предварительно нагревается, чтобы минимизировать тепловой удар.

Вырабатываемый пар используется не только для выработки электроэнергии, но и для других целей. На атомных кораблях и подводных лодках пар подается через паровую турбину, соединенную с набором редукторов скорости, на вал, используемый для движения . Прямое механическое воздействие за счет расширения пара может быть использовано для катапульты самолета с паровым двигателем или аналогичных приложений. В некоторых странах используется централизованное паровое отопление, а во внутренних помещениях применяется прямое отопление.

По сравнению с реакторами других типов для реакторов с водой под давлением (PWR) характерны две особенности: отделение контура теплоносителя от паровой системы и давление внутри контура теплоносителя первого контура. В PWR есть два отдельных контура охлаждающей жидкости (первичный и вторичный), которые оба заполнены деминерализованной / деионизированной водой. Реактор с кипящей водой, напротив, имеет только один контур теплоносителя, в то время как в более экзотических конструкциях, таких как реакторы-размножители, в качестве теплоносителя и замедлителя используются вещества, отличные от воды (например, натрий в жидком состоянии в качестве теплоносителя или графит в качестве замедлителя). Давление в первом контуре теплоносителя обычно составляет 15–16 мегапаскалей (150–160  бар ), что заметно выше, чем в других ядерных реакторах , и почти вдвое выше, чем в реакторе с кипящей водой (BWR). Вследствие этого происходит только локальное кипение, и пар быстро повторно конденсируется в объеме жидкости. Напротив, в реакторе с кипящей водой теплоноситель первого контура рассчитан на кипение.

Термоядерный реактор уровня «школьный проект по физике»[править]

В 1950 году некто Фарнсворт прикола ради сбацал фузор имени себя — он использует электростатический метод удержания плазмы (создание отрицательного потенциала в облаке электронов, который разгоняет ионы в направлении ловушки где уже и идет реакция), красиво светится синеньким и выглядит жутко научно. Толку от него нет вообще никакого — к критерию Лоусона он не подбирается даже близко, не смотря на неоднократные попытки его заубгрейдить. Зато при наличии некоторой суммы денег на топливо и электронные компоненты, а также при наличии прямых рук, собрать эту фигню можно даже дома. Но лучше не надо.

Определение деления

Атом содержит протоны и нейтроны в своем центральном ядре. При делении ядро расщепляется либо путем радиоактивного распада, либо из-за того, что оно подверглось бомбардировке другими субатомными частицами, известными как нейтрино. Полученные части имеют меньшую комбинированную массу, чем исходное ядро, при этом недостающая масса превращается в ядерную энергию. Контролируемое деление происходит, когда очень легкий нейтрино бомбардирует ядро атома, разбивая его на два меньших, похожих по размеру ядра. Разрушение высвобождает значительное количество энергии — в 200 раз больше энергии нейтронов, которые начали процедуру — а также высвобождает по крайней мере еще два нейтрино.

Контролируемые реакции такого рода используются для высвобождения энергии на атомных электростанциях. Неконтролируемые реакции используются в ядерном оружии.

Радиоактивное деление, где центр тяжелого элемента самопроизвольно испускает заряженную частицу, когда распадается на меньшее ядро, происходит только с тяжелыми элементами.

Разделение отличается от процесса слияния, когда два ядра соединяются друг с другом, а не разделяются друг от друга. Слияние под воздействием температуры – термоядерный синтез.

Открытие атомной энергии

Отто Хан

В 1938 году немецкие физики Отто Хан и Фриц Штрассман бомбардировали атом урана нейтронами в попытке образовать тяжелые элементы. Но ядро урана распалось на более лёгкие элементы барий и криптон, что значительно меньше, чем уран. Ученые озадачились неожиданными результатами так как открыли расщепление ядра.

Австрийский физик Лиза Мейтнер, бежавшая в Швецию после вторжения Гитлера в ее страну, поняла, что расщепление ядра также освобождает энергию. Работая над этой проблемой, она установила, что деление дает минимум два нейтрона. В конечном счете, другие физики поняли, что каждый вновь освобожденный нейтрон может продолжать вызывать две отдельные реакции, каждая из которых может вызвать по крайней мере еще. Один удар может запустить цепную реакцию, управляя выпуском еще большей энергии.

Физики и химики

Но вернёмся к «забракованному» открытию Флешмана и Понса. Все их коллеги заявляют, что всё-таки удалось создать условия, где атомы дейтерия подчиняются волновым эффектам, ядерная энергия высвобождается в виде тепла в соответствии с теорией квантовых полей. Последняя, кстати, прекрасно разработана, но адски сложна и к описанию каких-то конкретных явлений физики с трудом приложима. Именно поэтому, наверное, люди не хотят её доказывать. Флешман демонстрирует выемку в бетонном полу лаборатории от взрыва, случившегося, как он утверждает, от холодного термояда. Однако физики химикам не верят. Интересно, почему?

Ведь сколько возможностей для человечества закрываются с прекращением исследований в этом направлении! Проблемы же просто глобальные, и их много. И все они требуют решения. Это экологически чистый источник энергии, посредством которого можно было бы дезактивировать громадные объёмы радиоактивных отходов после работы атомных электростанций, опреснять морскую воду и много чего ещё. Если бы освоить выработку энергии способом превращения одних элементов таблицы Менделеева в совершенно другие без использования для этой цели потоков нейтронов, которые создают наведённую радиоактивность. Но наука официально и сейчас считает невозможным превращение каких-либо химических элементов в совершенно другие.

Риски ИТЭР

В настоящее время ИТЭР находится на полпути к своей первоначальной цели циркуляции плазмы.

Разработчики постоянно работают над прогнозированием и смягчением рисков, которые могут привести к дополнительным задержкам или затратам.

Конечной целью, конечно, является не просто циркулирующая плазма, но и плавление дейтерия и трития для создания “горящей” плазмы, которая генерирует значительно больше энергии, чем поступает в нее. Токамак ИТЭР должен генерировать 500 мегаватт электроэнергии, в то время как коммерческие термоядерные установки будут размещать более крупные реакторы, чтобы генерировать от 10 до 15 раз больше энергии. Согласно планам, 2000-мегаваттный термоядерный завод поставит 2 миллиона домов электричеством..

Если проект окажется успешным, ученые ИТЭР предсказывают, что термоядерные электростанции могут начать выходить в эксплуатацию уже к 2040 году по производству 2 гигаватт и более. Капитальные затраты на строительство АЭС должны быть аналогичны капитальным затратам нынешних АЭС ― около 5 миллиардов долларов за гигаватт. В то же время термоядерные электростанции просто используют дейтерий и тритий, и поэтому избегают “затрат на добычу и обогащение урана, или затрат на уход за радиоактивными отходами и их утилизацию.

Строительство атомной станции синтеза стоит больше, чем строительство станции ископаемого топлива. Цены на ископаемое топливо очень высоки, а расходы на топливо для синтеза незначительны, так что в течение срока службы электростанции расходы будут незначительны.

В то же время ископаемое топливо обходится дорого не только из-за финансовых значений. Огромные затраты на ископаемое топливо связаны с воздействием на окружающую среду, будь то из-за добычи полезных ископаемых, загрязнения окружающей среды или выброса парниковых газов. Синтез углерода – бесплатен.

Исследования ядерного синтеза

Первая наблюдаемая ядерная реакция была (эндотермической) реакцией синтеза. Он был открыт — задолго до ядерного деления — Эрнестом Резерфордом в 1917 году во время экспериментов с альфа-частицами . Были обнаружены протоны относительно высокой энергии, которые появлялись только тогда, когда облучаемый газ содержал азот. Эта ядерная реакция называется в сегодняшних обозначениях 14 N (α, p) 17 O или подробно записывается:

14-еN+4-йЧАСе→17-еО+1ЧАС-1,2М.еV{\ displaystyle {} ^ {14} \ mathrm {N} + {} ^ {4} \ mathrm {He} \, \ rightarrow \, {} ^ {17} \ mathrm {O} + {} ^ {1} \ mathrm {H} -1,2 \, \ mathrm {МэВ}}

Это превращение азота в кислород , как и сам альфа-распад , противоречило классической теории, согласно которой кулоновский барьер можно преодолеть только с достаточной энергией. Только в 1928 году Джордж Гамов смог объяснить такие процессы на основе новой квантовой механики с туннельным эффектом .

Еще в 1920 году Артур Эддингтон предложил реакции синтеза в качестве возможного источника энергии звезд на основе точных измерений масс изотопов Фрэнсисом Уильямом Астоном (1919) . Поскольку из спектроскопических наблюдений было известно, что звезды в основном состоят из водорода , здесь было рассмотрено его синтез с образованием гелия . В 1939 году Ганс Бете опубликовал различные механизмы того, как эта реакция могла происходить в звездах.

Первой реакцией синтеза, специально проведенной в лаборатории, была бомбардировка дейтерия ядрами дейтерия в 1934 году Марком Олифантом , помощником Резерфорда, и Полом Хартеком . Синтез этого изотопа водорода, который редко встречается в звездах, разветвляется на два канала продукта:

2ЧАС+2ЧАС→3ЧАСе+1п+3,3М.еV{\ displaystyle {} ^ {2} \ mathrm {H} + {} ^ {2} \ mathrm {H} \, \ rightarrow \, {} ^ {3} \ mathrm {He} + {} ^ {1} \ mathrm {n} +3 {,} 3 \, \ mathrm {МэВ}}

2ЧАС+2ЧАС→3ЧАС+1п+4-й,М.еV{\ displaystyle {} ^ {2} \ mathrm {H} + {} ^ {2} \ mathrm {H} \, \ rightarrow \, {} ^ {3} \ mathrm {H} + {} ^ {1} \ mathrm {p} +4 {,} 0 \, \ mathrm {МэВ}}

Техническое использование термоядерного ядерного синтеза сначала преследовалось с целью разработки военного оружия. Следовательно, это исследование проводилось тайно в течение первых десятилетий после Второй мировой войны . США владели атомной бомбой, основанной на делении, с 1945 года, а Советский Союз — с 1949 года . В последующие годы Эдвард Теллер и Станислав Улам разработали концепцию создания водородной бомбы в США , которая основана на ядерном синтезе и обещает значительно более высокую взрывную мощность. 1 ноября 1952 года первая водородная бомба под названием « Айви Майк» была взорвана на атолле Эниветок в Тихом океане. Это стало доказательством того, что большое количество энергии может также выделяться на Земле посредством ядерного синтеза.

Будущее мировой энергетики

В то же время, к концу двадцатого столетия стало отчетливо ясно, что человечество стоит перед угрозой всемирного энергетического голода. Тогда, двадцать лет назад, 80% мировой электроэнергии производилось на тепловых электростанциях, использующих в качестве источника энергии каменный уголь и природный газ, 15% приходилось на гидроэнергию, 10% — на ядерные (урановые) электростанции. Энергия солнечного излучения, ветра, морских приливов и тепла земных недр составляла в общем энергетическом балансе лишь сотые доли процента.

Работы ряда международных организаций позволили оценить мировые запасы природных источников электроэнергии и темпы нарастания ее потребления. По самым оптимистическим прогнозам, природного газа должно хватить на 100 лет, каменного угля — на 300 лет, урана — на 500 лет. Значительно расширить производство гидроэнергии не представляется возможным по экологическим соображениям. Мощные гидростанции требуют создания огромных водохранилищ, а это может нанести непоправимый вред природе. Так, например, при постройке крупнейшей в мире гидростанции «Три ущелья» на реке Янцзы (мощностью 22,5 ГВт) созданное искусственное озеро площадью в 630 км2 потребовало переселения трех миллионов человек. А в несколько раз меньшие по мощности российские гидростанции Братская и Усть-Илимская «снабжены» водохранилищами площадью 5400 км2 и 1830 км2 . Это уже не озера, а целые моря.

Мы специально ничего не говорим о нефти, запасы которой, как известно, наиболее ограничены (максимум на 60–80 лет). В получении электроэнергии сама нефть не играет заметной роли. Она используется для транспорта — авиационного, автомобильного, водного и железнодорожного. Часть транспорта, конечно, можно будет перевести на электрические двигатели, как уже это сделано для железнодорожного транспорта. Но, во-первых, это даст еще большую нагрузку на сжигание газа и каменного угля и, во-вторых, довольно трудно представить авиацию на «электрической тяге». А главное, прекратить использование нефти в качестве топлива придется довольно скоро, ведь нефть — невосполнимый источник многих химических технологий. Перефразируя Д. И. Менделеева, скоро можно будет сказать, что дешевле сжигать в автомобилях ассигнации, чем бензин.

Что произошло в мировой энергетике за прошедшие 20 лет? Главное изменение — это значительное увеличение доли используемого в качестве источника энергии природного газа. Она увеличилась с 5 до 15%. Соответственно, доля каменного угля уменьшилась до 50%. Гидроэнергия обеспечивает 20%, а ядерная энергия — 12%. По-прежнему крайне незначительна роль в энергетическом балансе энергии солнечного излучения и ветровой энергии. Увеличение доли природного газа в энергобалансе безусловно снижает экологический вред от сжигания каменного угля, в продуктах горения которого содержится целый ряд вредных газов и микрочастиц тяжелых металлов. Улавливание этих примесей перед выбросом газов в атмосферу обходится очень дорого. Это смогли себе позволить США, где сжигание каменного угля дает 60% энергии. А вот экологическая обстановка в густонаселенных районах Китая катастрофически ухудшается. В этой стране, почти лишенной природного газа, 75% электроэнергии производится за счет сжигания каменного угля. Россия в этом отношении — благополучная страна. Уже только 20% электроэнергии производится на угольных электростанциях, а 55% дает природный газ. Суммарная доля использования гидроэнергии и ядерной энергии примерно соответствует среднемировому показателю — 32%.