Итоговый документ копенгагенского саммита в декабре 2009 года оказался весьма далек от первоначальных амбициозных проектов организаторов. Только шведский премьер-министр заявил, что его страна, в основном, перешла на чистую и воспроизводимую энергетику. Удивляться тут нечему: шведская энергетическая стратегия развивается по сценарию, предложенному нашим академиком Б.П.Константиновым ещё в шестидесятые годы. Он написал работу «Заглядывая в завтрашний день» и выступил с докладом о стратегии перехода к чистой энергетике перед шведскими политическими деятелями и учёными-энергетиками.

Авария на японской АЭС Фукусима снова поставила вопрос о переходе к чистой и воспроизводимой энергетике. Снова начались разговоры об альтернативной энергетике. Опыт Германии не научил ничему: даже если на каждой крыше поставить солнечную батарею, а вдоль всего побережья – ветростанции, то можно получить только 12-15% необходимой энергии. Китай, США и Германия, руководствуясь экономической выгодой, по-черному жгут каменный уголь. Трескаются и тают ледники, перегревается поверхность океана, повышается его уровень, возрастает циклоническая активность. Невиданные наводнения и засухи угрожают человечеству.

Б.П.Константинов был очень любознательным человеком. Его интересовали самые разнообразные явления: как разделить изотопы урана, существуют ли антимиры, какова физическая основа музыкальных инструментов, что представляет собой шаровая молния, какова природа комет и ещё многое, многое другое. Такова уж особенность людей, посвятивших себя науке. Вот уже много веков они не могут спокойно жить, потому что всегда есть нечто, что возбуждает их воображение. Именно таким был учёный, Борис Павлович Константинов. Он умел удивляться, а удивившись, начинал изучать новый предмет или явление, затем находил решение, и, как правило, всегда оригинальное, смелое, парадоксальное…

Б.П.Константинов предлагал свой сценарий развития энергетики.

Постепенно и неуклонно сокращать сжигание ископаемого угля, загрязняющего атмосферу и поверхность Земли выбросами гари и углекислого газа. Переходить на сжигание метана, сначала в виде синтетического природного газа (СПГ, SNG), полученного из древесины быстрорастущих деревьев. Строить возле крупных городов и промышленных центров атомные электростанции с безопасными реакторами большой мощности, работающими на природном или слабо обогащённом уране без переработки топлива и выделения плутония. После исчерпания природных запасов урана-235 перейти на сжигание в реакторах смеси урана-238 и тория. Этих изотопов в природе в 500 раз больше, чем урана-235.

В полной мере использовать энергию Солнца, создавать сеть средних и малых гидростанций в удобных местах. Неуклонно наращивать площади посадок культурной ивы – нового кормового и энергетического растения. Производить миллиарды тонн древесного угля в виде брикетов и квазижидкого топлива – наноугля.

Природный газ на 90% состоит из метана. Как органическое топливо метан обладает рядом преимуществ перед углем и нефтью. Он горит без копоти, при его сгорании образуются две молекулы водяного пара и только одна молекула углекислого газа Метан можно переправлять на большие расстояния по газопроводам и хранить в подземных хранилищах. Метан сжижается при - 161˚С, поэтому его можно перевозить в жидком виде в тонкостенных дьюаровских сосудах. При авариях метан испаряется, не оставляя следов. Но, главное, метан можно превращать в электроэнергию с необыкновенно высоким КПД.

На тепловых электростанциях горящий метан сначала вращает газовую турбину, затем отходящие горячие газы нагревают воду в паровом котле – образующийся пар вращает вторую, паровую турбину. КПД такой установки превышает 65%.

Отходящий поток горячих газов содержит ещё много тепла, его нужно утилизировать в третьей энергетической ступени установки. Б.П.Константинов предлагал использовать магнитогазодинамическое или термоэлектрическое преобразование тепла. Немецкие энергетики пытаются подключить третью аммиачную турбину. Возможно, что удастся повысить КПД до 72% - это невиданно высокий результат. Передавать и хранить энергию в виде метана выгоднее, чем передавать и хранить электроэнергию.


Б.П.Константинов предполагал, что в XXI веке атомные электростанции будут производить до 40% базовой электроэнергии. Борис Павлович понимал, что экономичность ядерной энергетики зависит прежде всего от стоимости ядерного топлива, поэтому он приступил к реорганизации производства обогащённого урана-235. После глубокого анализа Б.П.Константинов предложил И.В.Курчатову и И.К.Кикоину заменить газодиффузионное обогащение урана газоцентрифужным – тогда обогащение топлива ураном-235 станет примерно в 20 раз дешевле. Это предложение было принято, началось строительство первого газоцентрифужного завода. В 1960 году И.В.Курчатов скоропостижно умирает, строительство завода тут же приостанавливают – чиновникам Средмаша было невыгодно закрывать два исправных завода, где работали десятки тысяч рабочих.

Б.П. Константинов и А.Д. Зверев сделали невероятное – они доказали и убедили руководство страны продолжить строительство завода. Сейчас в России несколько газоцентрифужных заводов, оснащённых самыми совершенными центрифугами 6 и 7 поколений. Заводы могут производить уран-235 любого обогащения и чистый уран-238. Все газодиффузионные заводы давно закрыты.

Россия может перерабатывать весь добытый в мире концентрат урана в слабо обогащённое ядерное топливо. Сейчас обогащённый уран – одна из основных составляющих российского экспорта.

После уральской катастрофы 1957 года Б.П.Константинов стал опасаться ядерных аварий на АЭС. Он был убеждён, что крупная авария с выходом радиоактивности навсегда подорвёт доверие к атомной энергетике. Строящиеся реакторы РБМК вызывали у него большое опасение – у них был положительный коэффициент реактивности и пожароопасный замедлитель нейтронов. Ещё большие опасения вызывали у Бориса Павловича быстрые реакторы-размножители с охлаждением жидким натрием, вся безопасность которых основывалась на умении тушить горящий натрий. Б.П. Константинов предложил А.П.Александрову заменить углеродный замедлитель РБМК на более безопасный тяжеловодный. По ядерно-физическим свойствам тяжёлая вода в 100 раз превосходит графит и в 400 раз – лёгкую воду. А.П.Александров отказался, ссылаясь на огромные затраты и отсутствие крупного производства тяжёлой воды. Итог хорошо известен – чернобыльский реактор после взрыва полыхал несколько суток, выбрасывая столб радиоактивного дыма. Развитие ядерной энергетики задержалось на 20 лет.

Выступая на Генеральной Ассамблее ООН в 2000 году президент В.В.Путин призвал мировое сообщество перейти к ядерной энергетике без обогащения урана, переработки ядерного топлива и выделения плутония.

Генеральный директор концерна «Росэнергоатом» Е.И.Игнатенко незамедлительно приступил к модернизации реакторов РБМК – замене углеродного замедлителя на тяжеловодный и созданию циркуляции твэлов в активной зоне. Но 13 мая 2001 года Евгений Иванович Игнатенко погиб в автокатастрофе.

Только в 2008 году в Канаде завершились работы по созданию тяжеловодного реактора мощностью 1200 МВт. Реактор CANDU-1200 отличается от реактора РБМК тем, что каналы у него не вертикальные, а горизонтальные.

Твэлы могут перемещаться в них при работе реактора. Подобная циркуляция твэлов позволяет нарабатывать дополнительный плутоний из урана-238, что заметно увеличивает топливный ресурс реактора.

Первый контур у реактора CANDU-1200 легководный, что уменьшает наработку трития. Продуманная система активной и пассивной защиты делают реактор CANDU самым безопасным.

Реакторы CANDU-1200 работают на слабо обогащённом топливе, содержащем всего 1.2% урана-235. Топливо выгорает так глубоко, что отработанные твэлы не перерабатывают – их будут охлаждать в бассейне, помещать в контейнеры и складировать в подземных выработках.

У реакторов CANDU-1200 большое будущее. Когда кончатся природные запасы урана-235, а это произойдет скоро при интенсивном развитии атомной энергетики, они перейдут на топливо из урана-238 и тория. Этих изотопов много больше, чем урана-235, только основные породы Скандинавского щита и Кольского полуострова содержат миллиарды тонн тория.

Многие страны мира хотели бы перейти на реакторы CANDU-1200, но канадская государственная фирма AECL может производить только 2-3 реактора в год, причём первые 14 предназначены для переоснащения канадской ядерной энергетики.

Конструкция реактора CANDU-1200 защищена тысячами патентов, но AECL готова продавать лицензию на реактор всем заинтересованным странам.

России, рано или поздно, придётся производить в год 4-5 тяжеловодных реактора улучшенной конструкции, с воспроизводством ядерного топлива. Поэтому необходимо продолжить создание крупного производства тяжёлой воды. Б.П. Константинов предложил производить большие объёмы D2O прямо на АЭС, утилизируя тепло отработанного пара. Ядерный реактор тепловой мощностью 3000 МВт производит 1000 МВт электроэнергии, а 2000 МВт уносит отработанный пар. Это тепло можно использовать для многократной перегонки воды в ректификационных колоннах. Основное укрепление тяжёлой воды Борис Павлович собирался производить в каскаде из сотен узких, но весьма эффективных колонн. По его заданию в филиале ФТИ были определены характеристики колонн, заполненных спирально-призматической насадкой из нержавеющей стали. Был запущен быстроходный станок для навивки элементов насадки. Четыре полномасштабных колонны (с электрическими нагревателями) были поставлены на испытания. Эти «вечные» колонны уже 20 лет используют для укрепления тяжёлой воды в ПИЯФ.

На АЭС будет доставляться концентрат тяжёлой воды, содержащий 5-8% дейтерия. Предварительное обогащение воды будет производиться с помощью двухтемпературного обмена «сероводород-вода».

Сероводород крайне ядовит, поэтому Борис Павлович предлагал построить завод двухтемпературного обмена в малонаселённой местности, богатой водой и горючим газом. Выбор для строительства г. Кемерово он считал ошибочным. В наши дни коммерческие установки двухтемпературного обмена производит швейцарская фирма Sulzer.

Б.П.Константинов утверждал, что лучший способ использовать энергию Солнца – это максимально задействовать гидропотенциал планеты. Он достаточен, чтобы обеспечить человечество необходимой энергией. Трудности в том, что большинство источников гидроэнергии находится в удалённых и труднодоступных местах. Возникают сразу две проблемы: как строить там гидростанции и как передавать оттуда электроэнергию. Эти проблемы занимали Константинова много лет – он снова и снова возвращался к ним. Обсуждались различные варианты и способы, вплоть до таких экзотических, как создание плотин изо льда и передача энергии пучками заряженных частиц.

В прошлом веке строились, в основном, крупные гидростанции, при этом затапливались огромные территории. Борис Павлович предлагал строить средние и малые гидростанции во всех удобных местах и производить на них не только электроэнергию, но и водород высокого давления (≥80 атм). Водород можно транспортировать по газопроводам и подмешивать к природному газу. Такая практика принята сейчас во Франции и Бельгии, где топливный газ, содержит более половины водорода.

Б.П. Константинов много сделал для совершенствования промышленных электролизёров и был удостоен Ленинской премии за эту работу. Полностью использует свой гидропотенциал сейчас одна страна – Норвегия. Норвежцы перешли на чистую и воспроизводимую гидроэнергию и спокойно смотрят в будущее.

Борис Павлович полагал, что в середине XXI века все пустующие площади в Европе будут засажены культурной ивой. Иву высадят длинными полосами вдоль водосборных канавок на удобренной почве. Весь уход за посадками будет механизирован. В начале лета пиккеры (такие машины действительно существуют) будут ощипывать верхние листочки на корм домашним животным, в конце лета косилки срежут концы ветвей и нарежут из них веники. Высушенные и размолотые веники дадут кормовую муку – запас питательного корма на зиму. Осенью, после листопада, шредеры срежут ивовые прутья и нарубят из них дрот – короткие ровные палочки. Фуры свезут дрот на завод, где из него сделают лёгкий, звенящий древесный уголь. Золу и навоз животных привезут для удобрения ивовой плантации. Оставленные корневища снова дадут побеги, так что с одной полосы можно получать несколько срезок дрота. С корзиночной ивы прутья срезают каждый год, с культурной ивы срезка дрота будет, скорее всего, производиться через два года на третий. Скорость прироста у ивы на порядок выше, чем у других деревьев, поэтому можно рассчитывать на получение 3000 ц. древесной массы с гектара посадок.

Борис Павлович рассчитывал, что селекционеры выведут культурную иву методом дарвиновского отбора, высадят 10000 кустов ивы, отберут лучшие по совокупности признаков, размножат их и снова отберут лучшие. В качестве стартовой разновидности ивы он предлагал взять кормовую иву, которую царские егеря высаживали на корм оленям. Он сам убедился, что кусты этой ивы сохранились в Орловой Роще, под Гатчиной.

В начале XXI века выведением культурной ивы занялись селекционеры Швеции, Англии, Дании и Германии. Шведские агробиологи пошли по пути выращивания трансгенных гибридов различных видов дикорастущих ив. Общая площадь ивовых плантаций превысила 20000 га.

В Швеции значительная часть полученной древесины перерабатывается в древесный уголь – лучшее экологически чистое топливо. Размолотый и спрессованный в брикеты древесный уголь служит топливом для электростанций, котельных и металлургических заводов. На угле могут работать паровые и газогенераторные двигатели, причём, в отличие от дровяных, угольные не засмоляются.

Промытый слабой азотной кислотой и размолотый в нанопорошок, древесный уголь превращается в чёрную «жидкость», которую можно передавать по трубопроводам, поддавливая природным газом.

На наноугле могут работать все виды дизелей – это настоящее топливо будущего.

Часть лёгкой древесины ивы шведы собираются перерабатывать в этиловый спирт. Для этого целлюлозу осахаривают и сбраживают. Этанол можно добавлять к бензину.

Обсуждая проблему создания ивовой энергетики Борис Павлович подчёркивал, что быстрое лесное хозяйство возможно только при регулярном удобрении посадок. К сожалению, биоэнергетика нуждается не только в атмосферном углекислом газе, солнечных лучах и воде, но и в минеральных солях и азотных удобрениях.

По совету учёного-генетика М.Е.Лобашева, Борис Павлович решил вывести два сорта культурной ивы, скрещивать их и получать мощные, быстрорастущие гибриды.

Россия должна производить миллиарды тонн древесного угля. Большая его часть будет перерабатываться в синтетический метан. Для этого через раскалённый уголь продувают воздух и водяной пар. Полученную смесь окиси углерода и водорода пропускают через катализатор и получают смесь метана, водорода, азота и углекислого газа. Метан и водород отделяют от тяжёлых газов с помощью центробежных сопел и направляют СПГ потребителям.

В Швейцарском ядерном центре PSI в обстановке секретности разрабатывается процесс перевода влажного дрота в SNG методом гидротермальной газодификации.

К 2050 году концерн Рослесэнерго должен производить триллион кубометров синтетического метана.

Особое внимание Б.П. Константинов уделял развитию энергосберегающих технологий. Он считал, что половина всей энергии расходуется зря – уходит на отопление воздушного океана. Борис Павлович предлагал строить дома-термосы из бетона, с наполнением из пустотелых шариков, и отапливать их с помощью тепловых насосов, забирающих тепло из наружного воздуха. За сорок лет дома-термосы с тепловыми насосами на крыше научились делать на Западе – не надо ничего изобретать – нужно только перенять технологию.

Громадное количество нефти, газа и ядерного топлива расходуется на опреснение воды. Б.П. Константинов предлагал использовать для опреснения воды энергию Солнца и ветра, поскольку воду можно чистить время от времени, а расходовать круглые сутки.

Энергетическая программа академика Б.П.Константинова кардинально отличалась от программы А.Александрова –Л. Арцимовича – Е.Велихова, поэтому в России её пытаются «замалчивать». Более того, была пущена байка, что Б.П. Константинов - не учёный, а чистый администратор, который пытался ловить кометы из антивещества, позволял водить себя за нос аферистке Розе Кулешовой, и собирался топить электростанции ивовым хворостом: «Его прогнозам нельзя верить!»

На самом деле Б.П.Константинов был выдающимся учёным, равным Д.И.Менделееву. Сейчас уже нет сомнений, что мировая энергетика будет развиваться по сценарию Б.П.Константинова. России с её необъятной территорией и потенциалом предстоит стать энергетическим сердцем Евразии.