Лекция 4. Атомная энергетика

Содержание лекции: особенности атомной энергетики, сырьевая база Казахстана, перспективы строительства АЭС.

Цель лекции: показать достоинства, недостатки и пути развития атомной энергетики, скрытая опасность, пути развития атомной энергетики.

Мировой опыт показывает, что без использования ядерной энергетики вряд ли удастся решить энергетические проблемы, как в ближайшем, так и отдаленном будущем.

Вполне очевидно, что развитие энергетики стран, рано или поздно, пойдет по этому пути. Свою роль призваны сыграть экономическая привлекательность атомной энергетики по сравнению с углеводородной, истощение со временем углеводородных энергоносителей, несмотря на их громадные запасы, а также экологическая составляющая, связанная с ограничениями по парниковым выбросам и соблюдением международных стандартов по охране окружающей среды.

Казахстан обладает значительным потенциалом развития атомной энергетики, имея для этого объективные предпосылки:

1) В Казахстане сосредоточено около 19% мировых разведанных запасов урана.

2) Собственная развитая уранодобывающая и перерабатывающая промышленность.

3) Возможность реализации стратегии Холдинга «Казатомпром» по построению компании с полным ядерно-топливным циклом позволит обеспечить казахстанскую атомную энергетику ядерным топливом, произведенным внутри страны. Это даст возможность формировать более низкий тариф на электроэнергию.

4) В Казахстане сохранился квалифицированный персонал, четверть века обеспечивавший бесперебойную работу первого в мире опытно-промышленного реактора на быстрых нейтронах БН-350. С 1999 года реактор выводится из эксплуатации.

5) В Казахстане с советских времен сохранились уникальная научная база для исследований в области ядерной физики, квалифицированные научные и технические кадры.

6) Республика продолжает успешно эксплуатировать три исследовательских ядерных реактора в научных целях.

7) Имеется инфраструктура для проведения фундаментальных и прикладных исследований в области ядерной энергетики и ядерной физики, в том числе выполнения работ по обоснованию безопасности атомной энергетики, испытаниям перспективного топлива для ядерных реакторов, разработки проектов ядерной техники.

8) Интегрированная в МАГАТЭ национальная система ядерной и радиационной безопасности.

9) Законодательная и нормативная база, регулирующая основные аспекты деятельности по мирному использованию атомной энергии.

Последовательный перевод традиционной энергетики на ядерно-энергетические технологии может принести заметный синергетический эффект:

1) развитие атомной энергетики будет способствовать обеспечению энергетической безопасности страны, достижение которой в перспективе невозможно без диверсификации производства энергии. Это позволит существенно снизить или полностью ликвидировать зависимость от импорта электроэнергии, что в условиях возможных колебаний цен на сырье и прогнозируемого многократного роста потребностей в электроэнергии является большим плюсом.

2) ядерная энергетика позволит увеличить объем производимой энергии, не нарушая при этом экологический баланс. Это приведет к исключению дополнительных вредных выбросов в атмосферу и к обеспечению принятых международных обязательств в решении глобальных экологических проблем.

3) важнейшими преимуществами ядерной энергетики является стабильность цен на электроэнергию в течение длительного периода времени.

4) развитие атомной энергетики объективно приведет к повышению технологического уровня отечественного машиностроения, укреплению научно-технического потенциала страны и созданию новых высокотехнологичных отраслей экономики.

5) произойдет интеграция промышленных предприятий в международную кооперацию производителей оборудования для АЭС.

6) будет изменена структура экспорта в направлении увеличения доли высокотехнологичной продукции – электроэнергии и реакторного топлива.

7) гарантированность энергетических ресурсов обеспечит устойчивое социально-экономическое развитие Казахстана.

В целом ядерная энергетика имеет значительные перспективы в Казахстане, и ее развитие может существенно увеличить потенциал всей энергетической отрасли.

Однако для этого необходимо преодолеть ряд проблемных ситуаций.

До Чернобыльской катастрофы никакая отрасль производства не имела меньшего уровня производственного травматизма, чем АЭС. После 1986 г. главная экологическая опасность АЭС определилась возможностью аварий, хотя вероятность их на современных АЭС и невелика, но она не исключается. В результате аварии на Чернобыльской АЭС радиоактивному загрязнению подверглась территория в радиусе более 2 тыс. км, охватившая более 20 государств. В пределах бывшего СССР пострадало 11 областей, где проживает 17 млн. человек. Общая площадь загрязнённых территорий превышает 8 млн. га, или 80000 км². В России наиболее значительно пострадали Брянская, Калужская, Тульская и Орловская области. Пятна загрязнений имеются в Белгородской, Рязанской, Смоленской, Ленинградской и других областях.

Но катастрофа еще не закончилась - продолжают умирать люди, пострадавшие в Чернобыле, а зараженная территория станет безопасной лишь через многие тысячи лет.

Чернобыль разрушил много мифов атомной индустрии, стало доступно больше информации, на основе которой многие сумели убедиться в том, что атомная энергетика – опасна, что фактически повсеместно можно обойтись без нее, используя альтернативные источники энергии и внедряя технологии энергоэффективности.

Миф о том, что атомная энергетика - наиболее дешевый источник электроэнергии, больше не существует. Своим возникновением этот миф обязан оружейному комплексу СССР, которому необходимо было как-то оправдать существование и развитие огромного комплекса атомной индустрии.

На самом деле во всех странах мира атомная энергетика существовала за счет огромных государственных дотаций. В цену атомной энергии никогда не включали реальную стоимость обращения с ядерными отходами и цену вывода из эксплуатации атомных реакторов для их модернизации или замены.

Отчасти это происходило из-за того, что реальной стоимости вывода реакторов из эксплуатации никто не знал, да и сейчас, когда только наступает время выводить из строя атомные мощности, она сильно колеблется в разных источниках. Но, в любом случае, реальная цена атомной энергетики до сих пор фактически неизвестна.

Однако есть данные о том, что она много выше той, которая декларируется атомной индустрией. В тех странах, где действуют принципы рыночной экономики, цены на атомную энергию существенно растут.

Например, в США киловатт- час электроэнергии, полученной от ветроэлектростанции, на треть дешевле, чем киловатт - час, произведенный АЭС.

Кроме экономической нерентабельности АЭС, как производителя энергии, необходимо сказать и о технической несовершенности атомных технологий.

После аварии в Чернобыле никто более не сможет утверждать, что АЭС может быть безопасна на 100%. Ежегодно на атомных станциях происходят сотни " мелких" технических неполадок, так называемых «инцидентов». На первый взгляд эти инциденты не очень значительны, однако они могут являться индикаторами технических проблем, существующих в различных системах атомных реакторов. Если такие неполадки не исправить во время, (когда они поддаются исправлению), инцидент может перерасти в крупную аварию.

После аварии на Чернобыльской АЭС отдельные страны приняли решение о полном запрете на строительство АЭС. В их числе Швеция, Италия, Бразилия, Мексика. Швеция, кроме того, объявила о намерении демонтировать все действующие реакторы (их 12), хотя они и давали около 45% всей электроэнергии страны. Резко замедлились темпы развития данного вида энергетики в других странах. Приняты меры по усилению защиты от аварий существующих, строящихся и планируемых к строительству АЭС. Вместе с тем человечество осознает, что без атомной энергетики на современном этапе развития не обойтись. Строительство и ввод в строй новых АЭС постепенно увеличивается. В настоящее время в мире действует более 500 атомных реакторов. Около 100 реакторов находится в стадии строительства.

Много реакторов (по количеству больше, чем АЭС) установлено на подводных лодках, ледоколах и на космических объектах.

В процессе ядерных реакций выгорает лишь 0, 5-1, 5% ядерного топлива. Ядерный реактор мощностью 1000 МВт за год работы дает около 60т. радиоактивных отходов. Часть их подвергается переработке, а основная масса требует захоронения. Технология захоронения довольно сложна и дорогостояща. Отработанное топливо обычно перегружается в бассейны выдержки, где за несколько лет существенно снижается радиоактивность и тепловыделение. Захоронение обычно проводится на глубинах не менее 500-600м в шурфах. Они располагаются друг от друга на таком расстоянии, чтобы исключалась возможность атомных реакций.

Неизбежный результат работы АЭС - тепловое загрязнение вод. Выработка 1 млн. кВт.ч электроэнергии на ТЭС дает 1, 5 км3 подогретых вод, на АЭС такой же мощности объем подогретых вод достигает 3-3, 5 км3.

Причиной больших потерь тепла на АЭС является более низкий коэффициент их полезного действия по сравнению с ТЭС, где он равен 35-40%, а на АЭС - только 30-31 %.

В целом можно назвать следующие воздействия АЭС на окружающую среду:

- разрушение экосистем и их элементов (почв, грунтов, водоносных структур и т. п.) в местах добычи руд (особенно при открытом способе);

- изъятие земель под строительство самих АЭС. Особенно значительные территории отчуждаются под строительство сооружений для подачи, отвода и охлаждения подогретых вод. Для электростанции мощностью 1000 МВт требуется пруд-охладитель площадью около 800-900 га;

- изъятие значительных объемов вод из различных источников и сброс подогретых вод. Если эти воды попадают в реки и другие источники, в них наблюдается потеря кислорода, увеличивается вероятность цветения, возрастают явления теплового стресса у гидробионтов;

- не исключено радиоактивное загрязнение атмосферы, вод и почв в процессах добычи и транспортировки сырья, а так же при работе АЭС, при складировании и переработке отходов, их захоронениях.

Что касается Республики Казахстан, у нашей страны богатый ядерный потенциал.

" Так что атомная энергетика Казахстана рождается не на пустом месте".

В " Программе развития электроэнергетики до 2030 года", утвержденной постановлением Правительства Республики Казахстан №384 от 09.04.1999 года, сказано: " Необходимость крупного источника, такого как Южно-Казахстанская ГРЭС или Балхашская АЭС, просматривается за расчетным периодом после 2015 года. Имеющаяся на сегодня информация и анализ мировых тенденций не дает аргументов в пользу строительства АЭС в рассматриваемый период". Может быть, в будущем ситуация изменится и появится надобность в развитии ядерной энергетики в Казахстане.

«Единственно верным шагом в решении проблемы радиоактивных отходов и радиоактивной безопасности, которые возникнут в полном объеме в случае строительства в Республике Казахстан атомных энергоблоков, является отказ от производства этих отходов». Атомная энергетика требует глубокого анализа и совершенствования всей ее инфраструктуры.