Повсеместное применение ядерной энергии началось благодаря научно-техническому прогрессу не только в военной области, но и в мирных целях. Сегодня нельзя обойтись без нее в промышленности, энергетике и медицине.
Вместе с тем, использование ядерной энергии имеет не только преимущества, но и недостатки. Прежде всего, это опасность радиации, как для человека, так и для окружающей среды.
Применение ядерной энергии развивается в двух направлениях: использование в энергетике и использование радиоактивных изотопов.
Изначально атомную энергию предполагалось использовать только в военных целях, и все разработки шли в этом направлении.
Использование ядерной энергии в военной сфере
Большое количество высокоактивных материалов используют для производства ядерного оружия. По оценкам экспертов, ядерные боеголовки содержат несколько тонн плутония.
Ядерное оружие относят к потому что оно производит разрушения на огромных территориях.
По радиусу действия и мощности заряда ядерное оружие делится на:
- Тактическое.
- Оперативно-тактическое.
- Стратегическое.
Ядерные боеприпасы делят на атомные и водородные. В основу ядерного оружия положены неуправляемые цепные реакции деления тяжелых ядер и реакции Для цепной реакции используют уран либо плутоний.
Хранение такого большого количества опасных материалов - это большая угроза для человечества. А применение ядерной энергии в военных целях может привести к тяжелым последствиям.
Впервые ядерное оружие было применено в 1945 году для атаки на японские города Хиросима и Нагасаки. Последствия этой атаки были катастрофичными. Как известно, это было первое и последнее применение ядерной энергии в войне.
Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ)
МАГАТЭ создано в 1957 году с целью развития сотрудничества между странами в области использования атомной энергии в мирных целях. С самого начала агентство осуществляет программу «Ядерная безопасность и защита окружающей среды».
Но самая главная функция - это контроль за деятельностью стран в ядерной сфере. Организация контролирует, чтобы разработки и использование ядерной энергии происходили только в мирных целях.
Цель этой программы - обеспечивать безопасное использование ядерной энергии, защита человека и экологии от воздействия радиации. Также агентство занималось изучением последствий аварии на Чернобыльской АЭС.
Также агентство поддерживает изучение, развитие и применение ядерной энергии в мирных целях и выступает посредником при обмене услугами и материалами между членами агентства.
Вместе с ООН МАГАТЭ определяет и устанавливает нормы в области безопасности и охраны здоровья.
Атомная энергетика
Во второй половине сороковых годов двадцатого столетия советские ученые начали разрабатывать первые проекты мирного использования атома. Главным направлением этих разработок стала электроэнергетика.
И в 1954 году в СССР построили станцию. После этого программы быстрого роста атомной энергетики начали разрабатывать в США, Великобритании, ФРГ и Франции. Но большинство из них не были выполнены. Как оказалось, АЭС не смогла конкурировать со станциями, которые работают на угле, газе и мазуте.
Но после начала мирового энергетического кризиса и подорожания нефти спрос на атомную энергетику вырос. В 70-х годах прошлого столетия эксперты считали, что мощность всех АЭС сможет заменить половину электростанций.
В середине 80-х рост атомной энергетики снова замедлился, сраны начали пересматривать планы на сооружение новых АЭС. Этому способствовали как политика энергосбережения и снижение цены на нефть, так и катастрофа на Чернобыльской станции, которая имела негативные последствия не только для Украины.
После некоторые страны вообще прекратили сооружение и эксплуатацию атомных электростанций.
Атомная энергия для полетов в космос
В космос слетало более трех десятков ядерных реакторов, они использовались для получения энергии.
Впервые ядерный реактор в космосе применили американцы в 1965 году. В качестве топлива использовался уран-235. Проработал он 43 дня.
В Советском Союзе реактор «Ромашка» был запущен в Институте атомной энергии. Его предполагалось использовать на космических аппаратах вместе с Но после всех испытаний он так и не был запущен в космос.
Следующая ядерная установка «Бук» была применена на спутнике радиолокационной разведки. Первый аппарат был запущен в 1970 году с космодрома Байконур.
Сегодня «Роскосмос» и «Росатом» предлагают сконструировать космический корабль, который будет оснащен ядерным ракетным двигателем и сможет добраться до Луны и Марса. Но пока что это все на стадии предложения.
Применение ядерной энергии в промышленности
Атомная энергия применяется для повышения чувствительности химического анализа и производства аммиака, водорода и других химических реагентов, которые используются для производства удобрений.
Ядерная энергия, применение которой в химической промышленности позволяет получать новые химические элементы, помогает воссоздавать процессы, которые происходят в земной коре.
Для опреснения соленых вод также применяется ядерная энергия. Применение в черной металлургии позволяет восстанавливать железо из железной руды. В цветной - применяется для производства алюминия.
Использование ядерной энергии в сельском хозяйстве
Применение ядерной энергии в сельском хозяйстве решает задачи селекции и помогает в борьбе с вредителями.
Ядерную энергию применяют для появления мутаций в семенах. Делается это для получения новых сортов, которые приносят больше урожая и устойчивы к болезням сельскохозяйственных культур. Так, больше половины пшеницы, выращиваемой в Италии для изготовления макарон, было выведено с помощью мутаций.
Также с помощью радиоизотопов определяют лучшие способы внесения удобрений. Например, с их помощью определили, что при выращивании риса можно уменьшить внесение азотных удобрений. Это не только сэкономило деньги, но и сохранило экологию.
Немного странное использование ядерной энергии - это облучение личинок насекомых. Делается это для того, чтобы выводить их безвредно для окружающей среды. В таком случае насекомые, появившееся из облученных личинок, не имеют потомства, но в остальных отношениях вполне нормальны.
Ядерная медицина
Медицина использует радиоактивные изотопы для постановки точного диагноза. Медицинские изотопы имеют малый период полураспада и не представляет особой опасности как для окружающих, так и для пациента.
Еще одно применение ядерной энергии в медицине было открыто совсем недавно. Это позитронно-эмиссионная томография. С ее помощью можно обнаружить рак на ранних стадиях.
Применение ядерной энергии на транспорте
В начале 50-х годов прошлого века были предприняты попытки создать танк на ядерной тяге. Разработки начались в США, но проект так и не был воплощен в жизнь. В основном из-за того, что в этих танках так и не смогли решить проблему экранирования экипажа.
Известная компания Ford трудилась над автомобилем, который бы работал на ядерной энергии. Но дальше макета производство такой машины не зашло.
Все дело в том, что ядерная установка занимала очень много места, и автомобиль получался очень габаритным. Компактные реакторы так и не появились, поэтому амбициозный проект свернули.
Наверное, самый известный транспорт, который работает на ядерной энергии - это различные суда как военного, так и гражданского назначения:
- Транспортные суда.
- Авианосцы.
- Подводные лодки.
- Крейсеры.
- Атомные подводные лодки.
Плюсы и минусы использования ядерной энергии
Сегодня доля в мировом производстве энергии составляет примерно 17 процентов. Хотя человечество использует но его запасы не бесконечны.
Поэтому, как альтернативный вариант, используется Но процесс его получения и использования связан с большим риском для жизни и окружающей среды.
Конечно, постоянно совершенствуются ядерные реакторы, предпринимаются все возможные меры безопасности, но иногда этого недостаточно. Примером могут служить аварии на Чернобыльской и Фукусиме.
С одной стороны, исправно работающий реактор не выбрасывает в окружающую среду никакой радиации, тогда как из тепловых электростанций в атмосферу попадает большое количество вредных веществ.
Самую большую опасность представляет отработанное топливо, его переработка и хранение. Потому что на сегодняшний день не изобретен полностью безопасный способ утилизации ядерных отходов.
В настоящее время более 18% электроэнергии, вырабатываемой в мире, производится на ядерных реакторах, которые, к тому же, в отличие от электростанций, работающих на органическом топливе, не загрязняют атмосферу. Неоспоримый плюс ядерной энергии – ее стоимость, которая ниже, чем на большинстве электростанций иных типов. По разным оценкам, в мире насчитывается около 440 ядерных реакторов обшей мощностью свыше 365 тыс. МВт, которые расположены более чем в 30 странах.
Атомная энергетика является одним из основных мировых источников энергообеспечения. В 2000–2005 гг. в строй было введено 30 новых реакторов. Основные генерирующие мощности сосредоточены в Западной Европе и США.
Для обеспечения прогнозируемых уровней электро- и теплопотребления в максимальном варианте спроса необходим ввод генерирующих мощностей АЭС до 6 ГВт в текущем десятилетии (энергоблок 3 Калининской АЭС, энергоблок 5 Курской АЭС, энергоблок 2 Волгодонской АЭС, энергоблоки 5 и 6 Балаковской АЭС, энергоблок 4 Белоярской АЭС) и не менее 15 ГВт до 2020 года (с учетом воспроизводства энергоблоков первого поколения – 5,7 ГВт), а также до 2 ГВт АТЭЦ. В результате суммарная установленная мощность атомных станций России должна увеличиться до 40 ГВт при среднем КИУМ порядка 85% (уровень ведущих стран с развитой атомной энергетикой).
В соответствии с этим основными задачами развития атомной энергетики являются:
модернизация и продление на 10–20 лет сроков эксплуатации энергоблоков действующих АЭС;
повышение эффективности энергопроизводства и использования энергии АЭС;
создание комплексов по переработке радиоактивных отходов АЭС и системы обращения с облученным ядерным топливом;
| Изм. |
| Лист |
| № документа |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 2201.ДП.02.00.000.ПЗ |
| Изм. |
| Лист |
| № документа |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 2201.ДП.02.00.000.ПЗ |
воспроизводство выбывающих энергоблоков первого поколения, в том числе путем реновации после завершения продленного срока их эксплуатации (при своевременном создании заделов);
расширенное воспроизводство мощностей (средний темп роста – примерно 1 ГВт в год) и строительные заделы будущих периодов;
освоение перспективных реакторных технологий (БН-800, ВВЭР-1500, АТЭЦ и др.) при развитии соответствующей топливной базы.
Важнейшими факторами развития атомной энергетики являются повышение эффективности выработки энергии на АЭС за счет снижения удельных затрат на производство (внутренние резервы) и расширение рынков сбыта энергии атомных станций (внешний потенциал).
К внутренним резервам АЭС (около 20% энерговыработки) относятся:
повышение НИУМ до 85% с темпом роста в среднем до 2% в год за счет окращения сроков ремонтов и увеличения межремонтного периода, удлинения топливных циклов, снижения числа отказов оборудования при его модернизации и реновации, что обеспечит дополнительное производство электроэнергии на действующих АЭС около 20 млрд кВтч в год (эквивалентно вводу установленной мощности до 3 ГВт при удельных капитальных затратах до 150 долл./кВт);
повышение КПД энергоблоков за счет улучшения эксплуатационных характеристик и режимов с дополнительной выработкой на действующих АЭС более 7 млрд кВтч в год (равноценно вводу мощности 1 ГВт при удельных капитальных затратах порядка 200 долл./кВт);
снижение производственных издержек, в том числе за счет сокращения расхода энергии на собственные нужды (до проектных значений, составляющих около 6%) и уменьшения удельной численности персонала.
Внешний потенциал – расширение действующих и создание новых рынков использования энергии и мощности АЭС (более 20% энерговыработки):
развитие производства тепловой энергии и теплоснабжения (в том числе создание АТЭЦ), электроаккумуляция тепла для теплоснабжения крупных городов, использование сбросного низкопотенциального тепла;
| Изм. |
| Лист |
| № документа |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 2201.ДП.02.00.000.ПЗ |
развитие энергоемких производств алюминия, сжиженного газа, синтетического жидкого топлива, водорода с использованием энергии АЭС.
Достижение установленных параметров стратегического развития атомной энергетики России предусматривает реализацию:
потенциала максимального повышения эффективности АЭС, воспроизводства (реновации) и развития мощностей атомных станций;
долгосрочной инвестиционной политики в государственном атомноэнергетическом секторе экономики;
эффективных источников и механизмов достаточного и своевременного обеспечения инвестициями.
Потенциальные возможности, основные принципы и направления перспективного развития атомной энергетики России с учетом возможностей топливной базы определены Стратегией развития атомной энергетики России в первой половине XXI века, одобренной в 2000 году Правительством Российской Федерации.
Перспективы долгосрочного развития атомной энергетики связаны с реальной возможностью возобновления и регенерации ядерных топливных ресурсов без потери конкурентоспособности и безопасности атомной энергетики. Отраслевая технологическая политика предусматривает эволюционное внедрение в 2010–2030 годах новой ядерной энерготехнологий четвертого поколения на быстрых реакторах с замыканием ядерного топливного цикла и уран-плутониевым топливом, что снимает ограничения в отношении топливного сырья на обозримую перспективу.
Развитие атомной энергетики позволит оптимизировать баланс топливно-энергетических ресурсов, сдержать рост стоимости электрической и тепловой энергии для потребителей, а также будет способствовать эффективному росту экономики и ВВП, наращиванию технологического потенциала для долгосрочного развития энергетики на основе безопасных и экономически эффективных атомных станций.
| Изм. |
| Лист |
| № документа |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 2201.ДП.02.00.000.ПЗ |
Даже если атомная электростанция работает идеально и без малейших сбоев, ее эксплуатация неизбежно ведет к накоплению радиоактивных веществ. Поэтому людям приходится решать очень серьезную проблему, имя которой – безопасное хранение отходов.
Отходы любой отрасли промышленности при огромных масштабах производства энергии, различных изделий и материалов создают огромной проблемой. Загрязнение окружающей среды и атмосферы во многих районах нашей планеты внушает тревогу и опасения. Речь идет о возможности сохранения животного и растительного мира уже не в первозданном виде, а хотя бы в пределах минимальных экологических норм.
Радиоактивные отходы образуются почти на всех стадиях ядерного цикла. Они накапливаются в виде жидких, твердых и газообразных веществ с разным уровнем активности и концентрации. Большинство отходов являются низкоактивными: это вода, используемая для очистки газов и поверхностей реактора, перчатки и обувь, загрязненные инструменты и перегоревшие лампочки из радиоактивных помещений, отработавшее оборудование, пыль, газовые фильтры и многое другое.
Газы и загрязненную воду пропускают через специальные фильтры, пока они не достигнут чистоты атмосферного воздуха и питьевой воды. Ставшие радиоактивными фильтры перерабатывают вместе с твердыми отходами. Их смешивают с цементом и превращают в блоки или вместе с горячим битумом заливают в стальные емкости.
Труднее всего подготовить к долговременному хранению высокоактивные отходы. Лучше всего такой «мусор» превращать в стекло и керамику. Для этого отходы прокаливают и сплавляют с веществами, образующими стеклокерамическую массу. Рассчитано, что для растворения 1 мм поверхностного слоя такой массы в воде потребуется не менее 100 лет.
В отличие от многих химических отходов, опасность радиоактивных отходов со временем снижается. Бoльшая часть радиоактивных изотопов имеет период
| Изм. |
| Лист |
| № документа |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 2201.ДП.02.00.000.ПЗ |
Необходимо учитывать, что высокоактивные отходы долгое время выделяют значительное количество теплоты. Поэтому чаще всего их удаляют в глубинные зоны земной коры. Вокруг хранилища устанавливают контролируемую зону, в которой вводят ограничения на деятельность человека, в том числе бурение и добычу полезных ископаемых.
Предлагался еще один способ решения проблемы радиоактивных отходов – отправлять их в космос. Действительно, объем отходов невелик, поэтому их можно удалить на такие космические орбиты, которые не пересекаются с орбитой Земли, и навсегда избавиться радиоактивного загрязнения. Однако этот путь был отвергнут из-за опасности непредвиденного возвращения на Землю ракеты-носителя в случае возникновения каких-либо неполадок.
В некоторых странах серьезно рассматривается метод захоронения твердых радиоактивных отходов в глубинные воды океанов. Этот метод подкупает своей простотой и экономичностью. Однако такой способ вызывает серьезные возражения, основанные на коррозионных свойствах морской воды. Высказываются опасения, что коррозия достаточно быстро нарушит целостность контейнеров, и радиоактивные вещества попадут в воду, а морские течения разнесут активность по морским просторам.
Эксплуатация АЭС сопровождается не только опасностью радиационного загрязнения, но и другими видами воздействия на окружающую среду. Основным является тепловое воздействие. Оно в полтора-два раза выше, чем от тепловых электростанций.
При работе АЭС возникает необходимость охлаждения отработанного водяного пара. Самым простым способом является охлаждение водой из реки, озера, моря или специально сооруженных бассейнов. Вода, нагретая на 5–15 °С, вновь возвращается в тот же источник. Но этот способ несет с собой опасность ухудшения экологической обстановки в водной среде в местах расположения АЭС.
| Изм. |
| Лист |
| № документа |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 2201.ДП.02.00.000.ПЗ |
В последние годы стали применять систему воздушного охлаждения водяного пара. В этом случае нет потерь воды, и она наиболее безвредна для окружающей среды. Однако такая система не работает при высокой средней температуре окружающего воздуха. Кроме того, себестоимость электроэнергии существенно возрастает.
Заключение
Энергетическая проблема – одна из важнейших проблем, которые сегодня приходится решать человечеству. Уже стали привычными такие достижения науки и техники, как средства мгновенной связи, быстрый транспорт, освоение космического пространства. Но все это требует огромных затрат энергии. Резкий рост производства и потребления энергии выдвинул новую острую проблему загрязнения окружающей среды, которое представляет серьезную опасность для человечества.
Мировые энергетические потребности в ближайшее десятилетия будут интенсивно возрастать. Какой-либо один источник энергии не сможет их обеспечить, поэтому необходимо развивать все источники энергии и эффективно использовать энергетические ресурсы.
На ближайшем этапе развития энергетики (первые десятилетия XXI в.) наиболее перспективными останутся угольная энергетика и ядерная энергетика с реакторами на тепловых и быстрых нейтронах. Однако можно надеяться, что человечество не остановится на пути прогресса, связанного с потреблением энергии во всевозрастающих количествах.
Список используемой литературы
1) Кесслер «Ядерная энергетика» Москва: Энергоиздат, 1986 г.
2) Х. Маргулова «Атомная энергетика сегодня и завтра» Москва: Высшая школа, 1989 г.
3) Дж. Коллиер, Дж. Хьюитт «Введение в ядерную энергетику» Москва: Энергоатомиздат, 1989 г.
| Изм. |
| Лист |
| № документа |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 2201.ДП.02.00.000.ПЗ |
©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-11
География атомной энергетики мира: современные особенности, проблемы и перспективы развития
2.3 Перспективы развития атомной энергетики мира
Атомная энергетика, хоть и имеет трагическую историю развития, не лишена определенных преимуществ, чем и обусловлен интерес государств к этой отрасли. У АЭС есть как сторонники, поддерживающие развитие и дальнейшее строительство, так и противники, в основном экологические организации, вроде «Гринпис».
Сегодня примерно 17% мирового производства электроэнергии приходится на атомные электростанции (АЭС). В некоторых странах ее доля значительно больше. Например, в Швеции она составляет около половины всей электроэнергии, во Франции - около трех четвертей. Недавно согласно принятой в Китае программе вклад энергии атомных электростанций предусмотрено увеличить в пять - шесть раз. Заметную, хотя пока не определяющую, роль АЭС играют в США и России. Более сорока лет назад, когда дала ток первая атомная станция в Обнинске, многим казалось, что атомная энергетика - вполне безопасная и экологически чистая. Авария на одной из американской АЭС, а затем катастрофа в Чернобыле показали, что на самом деле атомная энергетика сопряжена с большой опасностью. Общественное сопротивление сегодня таково, что строительство новых АЭС в большинстве стран практически остановлено. Исключение составляют лишь восточноазиатские страны - Япония, Корея, Китай, где атомная энергетика продолжает развиваться.
Специалисты, хорошо знающие сильные и слабые стороны реакторов, смотрят на атомную опасность более спокойно. Накопленный опыт и новые технологии позволяют строить реакторы, вероятность выхода которых из-под контроля хотя и не равна нулю, но крайне мала. На современных атомных предприятиях обеспечен строжайший контроль радиации в помещениях и в каналах реакторов: сменные комбинезоны, специальная обувь, автоматические детекторы излучений, которые ни за что не откроют шлюзовые двери, если на вас есть хотя бы небольшие следы радиоактивной «грязи». Например, на атомной электростанции в Швеции, где чистейшие пластиковые полы и непрерывная очистка воздуха в просторных помещениях, казалось бы, исключают даже мысль о сколь-нибудь заметном радиоактивном заражении.
Атомной энергетике предшествовали испытания ядерного оружия. На земле и в атмосфере проводились испытания ядерных и термоядерных бомб, взрывы которых ужасали мир. В то же время инженеры разрабатывали и ядерные реакторы, предназначенные для получения электрической энергии. Приоритет получили военное направление - производство реакторов для кораблей военно-морского флота. Военным ведомствам особенно перспективным представлялось использование реакторов на подводных лодках: такие суда имели бы практически неограниченный радиус действия и могли бы годами находиться под водой. Американцы сосредоточили свои усилия на создании корпусных водо-водяных реакторов, в которых замедлителем нейтронов, и теплоносителем служила обычная («легкая») вода и которые обладали большой мощностью на единицу массы энергетической установки. Были сооружены полномасштабные наземные прототипы транспортных реакторов, на которых проверялись все конструктивные решения и отрабатывались системы управления и безопасности. В середине 50-х годов XX в. первая подводная лодка с атомным двигателем «Наутилиус» прошла подо льдами Ледовитого океана.
Реактор РБМК (реактор большой мощности, канальный), в котором вода, охлаждающая тепловыделяющие элементы, находится в состоянии кипения, появился как очередной этап последовательного развития канальных графитовых реакторов: промышленный графитовый реактор, реактор первой в мире АЭС, реакторы Белоярской АЭС. Ленинградская АЭС на РБМК проявила свой норов. Несмотря на наличие традиционной автоматической системы регулирования, оператор должен был по мере выгорания топлива все чаще и чаще вмешиваться в управление реактором (до 200 раз в смену). Это было связано с возникновением или усилением в процессе эксплуатации реактора положительных обратных связей, приводящих к развитию неустойчивости с периодом в 10 минут. Для нормального стабильного функционирования какого-либо устройства с положительной обратной связью необходима надежная система автоматического регулирования. Однако всегда существует опасность аварии из-за отказа подобной системы. С проблемой неустойчивости столкнулись и в Канаде, когда пустили в 1971 г. канальный реактор с тяжелой водой в качестве замедлителей нейтронов и кипящей легкой водой в качестве теплоносителя. Канадские специалисты тогда закрыли установку. Сравнительно быстро была разработана новая, приспособленная к РБМК, система автоматического регулирования. Ее внедрение обеспечило приемлемую устойчивость реактора. В СССР развернулось серийное строительство АЭС с реакторами РБМК (нигде в мире подобные установки не использовались).
В СССР накоплен многолетний опыт сооружения и эксплуатации АЭС с реакторами ВВЭР (аналогичными американским PWR), на базе которых может быть в относительно короткие сроки создан в большей степени безопасный энергетический реактор. Такой, что в случае аварийной ситуации все радиоактивные осколки деления ядер урана должны остаться в пределах защитной оболочки.
Развитые страны с большой численностью населения в обозримом будущем не смогут из-за приближающейся экологической катастрофы обойтись без атомной энергетики даже при некоторых запасах обычных видов топлива. Режим экономии энергии может лишь на некоторое время отодвинуть проблему, но не решить ее. Кроме того, многие специалисты считают, что в наших условиях даже временного эффекта добиться не удастся: эффективность предприятий по энергоснабжению зависит от уровня развития экономики. Даже США потребовалось 20-25 лет со дня внедрения в промышленность энергоемких производств.
Вынужденная пауза, возникшая в развитии атомной энергетики, должна быть использована для разработки достаточно безопасного энергетического реактора на базе реактора ВВЭР, а также для разработки альтернативных энергетических реакторов, безопасность которых должна находиться на том же уровне, а экономическая эффективность значительно выше. Целесообразно построить демонстрационную АЭС с подземным размещением реактора ВВЭР в наиболее удобном месте, чтобы проверить ее экономическую эффективность и безопасность.
В последнее время предлагаются различные конструктивные решения атомных станций. В частности, компактную АЭС разработали специалисты Санкт-Петербургского морского бюро машиностроения «Малахит». Предлагаемая станция предназначается для Калининградской области, где проблема энергоресурсов стоит достаточно остро. Разработчики предусмотрели использование в АЭС жидкометаллического теплоносителя (сплава свинца с висмутом) и исключают возможность возникновения на ней радиационно-опасных аварий, в том числе при любых внешних воздействиях. Станция отличается экологической чистотой и экономической эффективностью. Все ее основное оборудование предполагается разместить глубоко под землей - в проложенном среди скальных пород туннеле диаметром в 20 м. Это дает возможность свести к минимуму число наземных сооружений и площадь отчуждаемых земель. Структура проектируемой АЭС - модульная, что тоже очень существенно. Проектная мощность Калининградской АЭС - 220 МВт, но может быть по мере необходимости уменьшена или увеличена в несколько раз при помощи изменения числа модулей.
Перспективы атомной энергетики мира. Давно ведущаяся дискуссия по этому вопросу разделила всех ее участников на два больших лагеря - сторонников и противников развития этой отрасли. Первые доказывают, что без мощностей АЭС человечество не сможет обеспечить себя необходимым количеством электроэнергии. Вторые делают акцент на очень высокую капиталоемкость (строительство 1 энергоблока мощностью 1ГВт составляет 2 млрд. долларов) атомной энергетики и в еще большей степени - на ее недостаточную экологическую и радиационную безопасность. Поэтому и имеющиеся прогнозы, сценарии развития АЭС на будущее сильно различаются.
В развитии атомной энергетики выделяются этапы зарождения, становления развития, стагнации, возрождения и современный. I этап: Зарождение...
География атомной энергетики мира: современные особенности, проблемы и перспективы развития
Существование любой отрасли энергетики и атомной в том числе, невозможно без сырьевой базы. Для данной отрасли сырьевой базой являются руды урана, на основе которых изготавливаются сначала тепловыделяющие элементы (ТВЭЛы)...
География атомной энергетики мира: современные особенности, проблемы и перспективы развития
В России сегодня эксплуатируются 29 ядерных энергоблоков общей установленной электрической мощностью 21,2 ГВт. В их числе 13 энергоблоков с реакторами типа ВВЭР, 11 энергоблоков с реакторами типа РБМК...
Особенности размещения и развития атомной энергетики РФ: противоречия, перспективы
Мировые ресурсы урана в наиболее богатых месторождениях с концентрацией металла в рудах >=0,1% в настоящее время оцениваются следующим образом: разведанные - несколько более 5 млн. т, потенциальные - 10 млн. т...
Особенности размещения и развития атомной энергетики РФ: противоречия, перспективы
Развитие атомной энергетики в два этапа предполагает длительное сосуществование тепловых реакторов на 235U, пока есть дешёвый уран, и быстрых реакторов...
Понятие территориальной организации хозяйства
В перспективе ведущими отраслями промышленного сектора экономики будут машиностроение, ядерная энергетика, электрометаллургия. В машиностроении приоритет в большей мере следует отдавать наукоемким отраслям - приборостроению, электронике...
Основным производителем тепловой и электрической энергии в Республике Татарстан является ОАО «Татэнерго». На данном предприятии вырабатывается практически вся электроэнергия и значительная доля тепловой энергии...
Проблемы развития энергетики в Республике Татарстан
Северо-Запад России в мировой экономике
В современной ситуации все действия, претендующие на развитие макрорегиона "Северо-Запад", должны быть согласованы с концептом "нового освоения" и выстраиваться в логике комплиментарности (взаимодополняемости)...
Характеристика лесоперерабатывающей промышленности Северо-Запада России
При размещении предприятий по механической обработке древесины необходимо учитывать такие особенности лесной промышленности, как высокие удельные расходы сырья на изготовление продукции и огромные производственные отходы...
Экономико-географическая сравнительная характеристика Атырауской области и республики Дагестан
В начале ХХ в. свыше 2/3 мирового энергопотребления обеспечивалось за счет угля. В это же время в топливном балансе России дрова составляли 57%, солома -- 11%, на минеральное топливо (прежде всего уголь) приходилось 32%...
Событие: Во время встречи со студентами Национального исследовательского ядерного института «МИФИ» (НИЯУ МИФИ), произошедшей накануне Татьянина Дня, президент России Владимир Путин заявил, что до 2030 года в России планируется построить 28 энергоблоков АЭС. При этом он подчеркнул, что проекты, реализуемые Госкорпорацией «Росатом» на российской территории и за рубежом, соответствуют самым высоким стандартам безопасности.
Комментирует: эксперт Центра Мария Ананьева
Регулярные встречи Владимира Путина с учащимися ведущих вузов России можно считать миниатюрными моделями послания Федеральному Собранию, в котором ежегодно президент определяет внутри- и внешнеполитические приоритеты страны. В ряд приоритетов, озвученных в стенах НИЯУ МИФИ, наряду с такими вопросами, как поддержка наукоградов и высшего образования как такового было логично вписано и развитие мирного атома в России. В своем выступлении Путин отметил, что на сегодняшний день доля атомной энергетики в структуре энергобаланса России составляет всего 16%, и цель - увеличить ее до 25% к 2030 году, для чего нужно построить 28 крупных энергоблоков. Именно такое количество, как оговорился сам президент, было произведено и введено в эксплуатацию за весь советский период. Кроме того, Путин добавил, что Госкорпорация «Росатом» уже получила заказы на строительство более 20 блоков АЭС за рубежом. Несмотря на оптимистичный характер визита Путина в НИЯУ МИФИ, завершившегося музыкальным экспромтом в виде мелодии «Московские окна», наигранной президентом на рояле, все же возникают сомнения в перспективности обозначенных планов.
Игра с цифрами?
Стоит обратить внимание на часто встречающуюся разницу в цифрах по поводу доли атомной энергии в энергобалансе России к 2030 году. Так, согласно Энергетической стратегии России на период до 2030 года, утвержденной Правительством РФ в 2009 году, рост установленной мощности АЭС к 2013-2015 гг. (первый этап реализации стратегии) - до 28-33 ГВт, к 2020-2022 гг. (второй этап) - до 37-41 ГВт, к 2030 г. (третий этап) - до 52-62 ГВт. Соответственно, доля АЭС в общем объеме производства должна составить 17,6 – 18,3%, на втором - 18,2-18,3%, а на третьем – 19,7-19,8%. Таким образом, за 16 лет при стремлении «создать инновационный и эффективный энергетический сектор страны, адекватный как потребностям растущей экономики в энергоресурсах, так и внешнеэкономическим интересам России, обеспечивающий необходимый вклад в социально ориентированное инновационное развитие страны», а также при условии прямой государственной поддержки атомной энергетики, рост доли последней составит всего около 2%, что не соответствует упомянутым Путиным 9%. Примечательно, что в сентябре 2013 года на 38-м симпозиуме Всемирной ядерной ассоциации заместитель генерального директора «Росатома» по развитию и международному бизнесу Кирилл Комаров побил все рекорды, уверяя, что к 2030 году доля атомной генерации в России вырастет до 30%.
Во-первых, подобные претенциозные заявления, слабо коррелирующие с официальными документами, представляют собой сигналы вовне, цель которых заключается в привлечении частных инвесторов в российскую атомную энергетику – весьма специфичную область не только потому, что она в силу своего стратегического характера находится под контролем государства, но и из соображений безопасности. Хотя «Росатом» вкладывает огромные средства в поддержание позитивного имиджа своей деятельности, а руководство страны постоянно говорит о неизбежности развития мирного атома как экологически чистого, безопасного и конкурентоспособного источника энергии, многие все равно в качестве контраргумента приводят масштабные аварии на американской АЭС «Три-Майл-Айленд» в 1979 году, на Чернобыльской АЭС на Украине в 1986 году, на японской АЭС «Фукусима-1» в 2011 году, не забывают также упомянуть о рисках, возникающих при выводе из эксплуатации ядерно- и радиационно-опасных объектов (ВЭ ЯРОО) и обращении с радиоактивными отходами (РАО) и отработавшим ядерным топливом (ОЯТ). Отсутствие же достаточных объемов вложений может привести к стагнации всей отрасли, о чем в 2006 году предупреждал генеральный директор «Росатома» Сергей Кириенко: «Если сегодня мы производим 16% электроэнергии в стране, то к 2030 г., если ничего не менять, будем производить 1,3% с учетом выбытия существующих мощностей АЭС России. Если продлить срок эксплуатации всех наших станций на 10-15 лет, то мы будем производить 2%, а если строить теми темпами, которыми мы строим сейчас, то к 2030 году будем производить 3,2%. В общем, можно будет констатировать, что ядерной энергетики в России просто не станет».
Во-вторых, рассказав о положительных тенденциях и долгосрочных целях, Путин, тем самым, показал будущим молодым специалистам-ядерщикам своеобразное «окно возможностей» (что, кстати, перекликается с песней «Московские окна», исполненной им на встрече) в атомной отрасли, для которой проблема качественного человеческого ресурса остается до сих пор наиболее острой. Кризис 1990-х годов поставил под сомнение востребованность инженерных специальностей, были потеряны кадры в производстве и в науке. Сейчас попытки восполнить этот пробел предпринимаются, но очень незначительные: низкие зарплаты, отсутствие эффективной системы передачи знаний, слабо прогнозируемые перспективы отталкивают молодых высококвалифицированных специалистов от работы в сфере атомной энергии. В соответствии с годовым отчетом 2012 года ОАО «Атомэнергомаш» (одного из дивизионов «Росатома») при расчете коэффициента текучести кадров в разбивке по возрастному признаку видно, что некогда передовые предприятия, стоявшие у истоков отечественной атомной промышленности, типа ОАО «Гидропресс» (опытно-конструкторское бюро), ОАО «ГСПИ» (проектно-изыскательский институт), ПАО «ЭМСС» (производитель специальных литых и кованых изделий для машиностроения), ОАО «СвердНИИхиммаш» (изготовление нестандартного оборудования) демонстрируют слабый приход сотрудников до 30 лет и от 30 до 50 лет.
Следовательно, исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что цели, обозначенные президентом РФ, носят преимущественно декларативный характер.
Построим ли еще 28 энергоблоков?
В выступлении Путина весьма амбициозным кажется и план по строительству 28 энергоблоков АЭС к 2030 году. Со времен Советского Союза в России функционируют 10 атомных станций (Балаковская АЭС, Белоярская АЭС, Билибинская АЭС, Калининская АЭС, Кольская АЭС, Курская АЭС, Ленинградская АЭС, Нововоронежская АЭС, Ростовская АЭС и Смоленская АЭС), и строится 10 энергоблоков, а именно:
· Белоярская АЭС (Заречный Свердловской области), энергоблок № 4, реактор БН-800, запланированная дата физического пуска – 2014 год;
· Нововоронежская АЭС-2 (Нововоронеж, Воронежская область), энергоблоки 1 и 2, реактор ВВЭР-1200 (проект «АЭС-2006»), даты пуска – 2014 и 2016 годы, соответственно;
· ЛАЭС-2 (Сосновый Бор Ленинградской области), энергоблоки 1 и 2, реактор ВВЭР-1200, даты пуска – 2015 и 2017 годы, соответственно;
· Ростовская АЭС (Волгодонск Ростовской области), энергоблоки 3 и 4, реактор ВВЭР-1000, даты пуска – 2015 и 2019 годы, соответственно;
· Балтийская АЭС (Неман Калининградской области), энергоблоки 1 и 2, реактор ВВЭР-1200, даты пуска – 2018 и 2021 годы, соответственно;
· плавучая атомная теплоэлектростанция (ПАТЭС) «Михаил Ломоносов» (предполагаемое размещение – Певек Чукотского автономного округа), реактор КЛТ-40, дата пуска – 2018 год.
Как разъяснил заместитель директора Института проблем безопасного развития атомной энергетики РАН по научной работе и координации перспективных разработок Рафаэль Арутюнян, новые АЭС сооружаются на основе российского проекта АЭС-2006 с реализацией новых пассивных систем безопасности, таких, как двойная защитная оболочка, рассчитанная на падение тяжелых самолетов, и «ловушка» для удержания топлива при любых тяжелых авариях в пределах защитной оболочки, пассивной системы отвода остаточного тепловыделения от реактора в течение более трех суток без каких‑либо источников энергообеспечения.
Однако эта «подушка безопасности» будет срабатывать, как говорит эксперт, только в случае добросовестного, проведенного по всем нормам строительства. Принимая во внимание хотя бы дефицит квалифицированных кадров и постоянно всплывающие коррупционные скандалы в «Росатоме» (дело Евгения Евстратова, завал металлоконструкций на строительстве ЛАЭС-2 по причине использования дешевого материала), о безопасности говорить не приходится. Впрочем, как и о способности построить 28 энергоблоков к 2030 году. Откладывание строительства, самого пуска АЭС для «Росатома» - обычное дело, что связано как с бюрократизацией Госкопорации (особенно в части организации единой системы закупок, якобы демонстрирующей транспарентность компании), так и с неправильными расчетами даты пуско-наладочных работ и денежных средств.
Невозможность ударными темпами проводить сооружение качественных АЭС, в чем упорно не признается Госкорпорация, дает негативные последствия. Нехватка генерирующих мощностей не только сдерживает модернизацию экономики страны, но и очевидно дает карт-бланш на продолжение эксперимента с введением «энергетических пайков» для населения. Как уверяет правительство, их выдача - один из уже распространенных в Европе способов распределения потребления дорожающей электроэнергии. Тем не менее, у председателя комитета ГосДумы по энергетике Ивана Грачева другое мнение: «Многие думают, что на каждого члена семьи будет приходиться по 50 киловатт-часов, и успокаиваются. Будь это так в действительности – не стоило бить тревогу. Всем вдалбливается цифра в 50 (или 70) киловатт-часов в месяц. И часто замалчивается, что по специальной методике, предложенной регионам Министерством энергетики, данная величина относится только к двум членам семьи. Что уже третьему члену семьи предложено будет не 50 или 70, а всего лишь 20 киловатт-часов. К тому же, если в семье больше пяти человек, то начиная с шестого, вообще ничего не добавляется, ни одного киловатта».
Расширение АЭС за рубежом заказывали?
Пока на отечественном рынке атомной энергетики дела идут не совсем в нужном ключе, «Росатом» продолжает заглядываться на международный рынок. Об этом свидетельствует недавнее знаковое событие: Владимир Путин и премьер-министр Венгрии Виктор Орбан договорились о строительстве двух энергоблоков на венгерской АЭС «Пакш» по 1,2 ГВт каждый. На эти цели Россия предоставит Венгрии госкредит в размере до 10 миллиардов евро, что составляет 80% общей стоимости. Срок выборки кредита, по словам министра финансов РФ Антона Силуанова, – 10 лет с погашением через 21 год.
Интересно, что Венгрия – далеко не единственная страна, которую Россия старается втянуть в свою зону влияния через сотрудничество в области мирного использования атомной энергии. На данный момент «Росатом» заключил контракты на возведение более 20 энергоблоков за рубежом, включая, например, АЭС «Куданкулам» в Индии, АЭС «Ханхикиви-1» в Финляндии, Тяньваньской АЭС в Китае и АЭС в Бангладеш. В своем предновогоднем интервью ИТАР-ТАСС Сергей Кириенко отметил, что разворачивание серийного сооружения атомных энергоблоков, якобы, пошло Госкорпорации на пользу – она научилась укладываться в сроки и в смету, чего не было со времен распада Советского Союза. При этом генеральный директор не упомянул одну важную деталь: российская сторона финансирует зарубежные проекты, либо предоставляя заказчикам кредиты, либо поддерживая «Росатом» за счет бюджета, хоть и дефицитного. Так, в декабре 2013 года Россия предоставила Госкорпорации субсидию в виде имущественного взноса в размере 22,5 млрд. руб. на строительство турецкой АЭС «Аккую».
Обоснование Венгрией выбора в пользу своего восточного соседа тоже не совсем понятно. В течение нескольких лет руководство страны обещали выставить энергоблоки на АЭС «Пакш» на тендер, где за право заключения договора наряду с «Росатомом» должны были побороться такие крупные компании как японо-американская Westinghouse и французская Areva. С одной стороны, согласно венгерским источникам из всех претендентов на контракт только «Росатом» готов был предоставить дополнительное финансирование, что и послужило весомым аргументом для дальнейшего подписания договора. С другой стороны, российские СМИ указывают на то, что Венгрия выбрала «Росатом», делая ставку на опыт России: венгерские делегации регулярно посещали предприятия Госкорпорации с «дежурной» целью – ознакомиться с технологиями и уровнем безопасности российских проектов.
Тем не менее, становится ясно, что Виктору Орбану деваться просто некуда. АЭС «Пакш», единственная действующая станция, вырабатывающая 42% энергии в стране, была построена по советскому проекту, и при таких обстоятельствах логично предложить, что только Россия, несмотря на все недочеты, сможет довести строительство дополнительных энергоблоков «до ума». Кроме того, учитывая непростую экономическую ситуацию в Венгрии, связанную с политикой жесткой экономии в ЕС, имидж Орбана, «борца за свободу Венгрии от ЕС», имевшего смелость приравнять политику федерального канцлера Германии Ангелы Меркель к вторжению гитлеровских войск в Венгрию в 1944 году, сотрудничать Венгрии с России просто жизненно необходимо. Насколько стратегически стабильным окажется их союз, будет видно в ближайшие полгода, пока будут готовиться контракты, а Венгрия – к парламентским выборам.
Наконец, в краткосрочной перспективе будет видно, какое же направление развития мирного атома сделает «Росатом» первостепенным – внутреннее или внешнее.
Атомная энергетика не относится к возобновляемым энергетическим ресурсам. Тем не менее, ее часто рассматривают как альтернативу традиционной энергетике, базирующейся на углеводородных ресурсах. Интересы экономического развития, обострение ситуации на рынках энергоресурсов, глобальное изменение климата и многие другие проблемы привели к «ренессансу» атомной энергетики в мире. Так, Президент России Д.А. Медведев в связи с глобальным изменением климата отметил в своем блоге, что «принято решение о поэтапном увеличении доли возобновляемых источников энергии в энергобалансе страны. Доля атомной энергии будет увеличена к 2030 г. на 25 процентов»*5.
Безопасность
В 1970-е гг. казалось, что ничто не сможет остановить стремительный рост мировой атомной энергетики. Прогнозы исходили из того, что в 1990 г. установленная мощность АЭС в СССР составит 110 ГВт, а в мире – более 1000 ГВт (из которых 530 ГВт придется на США)*6. Программа развития атомной энергетики, принятая в СССР в 1980 г., предусматривала доведение суммарной установленной мощности АЭС до 100 ГВт в 1990 г. Это поступательное движение прервалось двумя тяжелыми авариями – на АЭС Три-Майл-Айленд (США) в 1979 г. и на Чернобыльской АЭС (СССР) в 1986 г.
В результате к 1990 г. не только не оправдались прогнозы роста, но и были поставлены под сомнение перспективы ее дальнейшего развития. Отдельные страны принимали решения о свертывании атомной энергетики, другие принимали решения об отказе от строительства новых блоков.
Жизнь оказалась сложнее. И дело здесь не только в том, что многие страны просто не смогли отказаться от АЭС из-за высокой доли в производстве электроэнергии, но и в том, что кризис в конечном счете пошел на пользу отрасли. Она смогла извлечь нужные уроки из тяжелого опыта и сменить парадигму – на первый план вышла безопасность как непременное условие функционирования и развития отрасли и ее приемлемости в глазах общества.
Было много сделано:
вложены огромные средства в программы повышения безопасности и модернизации реакторов первого поколения;
стал рассматриваться весь жизненный цикл атомной энергетики, включая вывод из эксплуатации и обращение с отходами;
требования к безопасности стали предметом не только национального, но и международного регулирования.
За эти годы существенные изменения претерпели экономические показатели АЭС. Ранее несомненным преимуществом атомных энергоблоков были более низкие издержки, связанные с топливной составляющей, по сравнению со станциями, работающими на органическом топливе. Когда цены на нефть стабилизировались, резко возросшие затраты на безопасность в атомной энергетике в значительной мере «съели» конкурентное преимущество в виде более низкой топливной составляющей. С другими производителями электроэнергии пришлось конкурировать «на равных», имея при этом в качестве «груза» еще и негативный общественный фон.
На протяжении десятка лет мировая атомная энергетика пыталась адаптироваться к новым реалиям, обрести свое лицо и найти точки роста. Это стало приносить свои плоды. Если еще несколько лет назад новые АЭС были востребованы в основном в странах с быстро развивающейся экономикой – Китае, Индии, то сегодня на пороге атомного «ренессанса» стоят и развитые страны.
Заметную роль в переосмыслении роли АЭС сыграли новые экологические приоритеты: из-за проблемы глобального изменения климата простое наращивание мощностей тепловой энергетики стало менее приемлемым, по крайней мере, в европейских странах. Свой вклад вносит и напряженная ситуация на рынке органического топлива, сложившаяся в последние годы.
*5 www.kremlin.ru
*6 Ядерная энергия. Экспертные оценки развития. Курчатовский институт, 1949–2008 годы. Москва, ИздАТ, 2008, с. 29.
Атомная энергетика сегодня – это 17% производства электроэнергии в мире и 372 ГВт установленной мощности, из которых более половины приходится на три страны – США, Францию и Японию (100, 63 и 47 ГВт соответственно). Масштабы нового строительства пока относительно скромны, но заявленные планы развития весьма амбициозны. Только Китай, имеющий АЭС установленной мощностью 9 ГВт, поставил цель нарастить мощности до 40 ГВт к 2020 г. и сейчас рассматривает возможность увеличения до 70 ГВт к этому сроку.
период до 2015 года». ФЦП предусмотрено создание инфраструктуры обращения с РАО и ОЯТ тепловых реакторов. Наряду с этим идет развитие законодательных подходов. Важное место должен занять федеральный закон «Об обращении с радиоактивными отходами», проект которого находится в Госдуме. Его основная цель – создание финансовых механизмов долгосрочного обращения с РАО, а также регистрация всех имеющихся отходов, мест и условий их размещения для принятия решений о дальнейшем обращении с ними.
Долгосрочные вызовы, проблемы наследия
Задачи, которые сегодня приходится решать, связаны не только с будущим, но и с прошлым. Основные ядерные державы, прежде всего США и Россия, имеют тяжелый груз «ядерного» наследия – последствий оборонной деятельности в годы гонки вооружений. К «наследию» собственно атомной энергетики можно отнести вопросы обращения с отработавшим ядерным топливом (ОЯТ) и радиоактивными отходами (РАО). Практически до
1980-х гг. повсеместно использовалась практика отложенных решений – происходило накопление ОЯТ и РАО, но вопросы их окончательной изоляции не были решены ни организационно, ни технически, ни экономически.
За прошедшие годы многие страны приняли соответствующее законодательство, внедрили финансовые механизмы и стали реализовывать программы строительства объектов по обращению с ОЯТ и РАО. Сегодня этим вопросам уделяется первостепенное внимание не только в национальном законодательстве. Соответствующие обязательства вытекают из положений «Объединенной конвенции о безопасности обращения с отработавшим топливом и о безопасности обращения с радиоактивными отходами» (принята в г. Вене 5 сентября 1997 г. на дипломатической конференции Международного агентства по атомной энергии). Россия ратифицировала Конвенцию в 2005 г.
В России практические мероприятия в области «наследия» реализуются в рамках Федеральной целевой программы (ФЦП) «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2008 год и на Проекты современных реакторов предусматривают достаточно длительные сроки эксплуатации – 50-60 лет. Однако заглядывать приходится не просто на ближайшие полвека, а гораздо дальше. Ведь сегодня необходимо учитывать этапы всего жизненного цикла, включая вывод из эксплуатации, который будет иметь место после окончания работы, сооружение объектов инфраструктуры для безопасного обращения с РАО, создание элементов замкнутого топливного цикла, а также системы финансового обеспечения этой деятельности на годы вперед.
Атомная энергетика – наукоемкая и высокотехнологичная отрасль. Производство электроэнергии путем использования реакторов на тепловых нейтронах освоена в промышленном масштабе, и в этом смысле можно сказать, что это «старая» технология, хотя она и относится к области высоких. И ее дальнейшее усовершенствование, прежде всего оптимизация экономических и технологических параметров, имеет свои ограничения. Топливный «резерв» реакторов на тепловых нейтронах определяется запасами урана-235, а они в значительной мере ограничены. Такие реакторы используют менее 1% урана, и, как следствие, на «вы- ходе» имеется значительный объем неиспользованного ОЯТ. Обращение с ОЯТ в технологии тепловых АЭС значительно «удорожает» заключительный этап топливного цикла, а с ним и цикл в целом.
Решая задачи развития в среднесрочном плане, атомная энергетика должна уже сегодня думать и о своих долгосрочных перспективах. Дело в том, что в этой отрасли разработка и промышленное освоение новой технологии идет длительное время и может потребовать нескольких десятилетий. Фактически эта задача решается на протяжении жизни нескольких поколений. И вряд ли кто-то может с уверенностью сказать, какая именно из технологических идей или наработок окажется наиболее перспективной и востребованной десятки лет спустя.
Курс – на развитие
Для того чтобы Россия могла сохранить достигнутый уровень выработки электроэнергии, требуется вводить новые мощности взамен выбы- вающих. Сегодня, например, 40% установленной мощности тепловых электростанций – это устаревшее оборудование. К 2020 г. уже 57% действующих тепловых электростанций отработают свой ресурс.
Российская атомная энергетика – это 31 энергоблок установленной мощностью 23 ГВт и 16% электроэнергии, вырабатываемой в стране. Ее доля в производстве электроэнергии в европейской части страны почти в два раза выше – 30%. Проектный срок службы, который закладывался при строительстве энергоблоков, 30 лет. Хотя он рассчитан с большим запасом и может быть сегодня продлен на 10–20 лет, строительство новых энергоблоков необходимо просто потому, что старые будут выводиться из эксплуатации.
Однако страна не может обречь себя на нулевое развитие, а без энергетики экономический рост невозможен. Чтобы обеспечить будущий рост, решения в области электроэнергетики необходимо принимать и реализовывать задолго до того, как такие потребности возникнут. Новые объекты не могут быть созданы немедленно и с нуля по чисто техническим причинам, не говоря уже про все остальные. Например, в атомной энергетике 5-6 лет – это минимальный срок сооружения нового энергоблока при условии, что исследовательские и подготовительные работы на площадке уже выполнены, а на это могут уйти годы. Поэтому тот облик, который может приобрести российская атомная энергетика через 10–20 лет, уже во многом определен вчерашними и сегодняшними решениями.
Энергетическая стратегия России на период до 2020 г. разработана на основе различных базовых сценариев социально-экономического развития страны. Официальная энергетическая стратегия страны исходит из необходимости оптимизации топливно-энергетического баланса и предусматривает, что увеличение потребности экономики страны в электроэнергии целесообразно в значительной степени покрывать за счет атомной энергетики (в основном в европейской части). Выработка электроэнергии на АЭС должна возрасти со 130 млрд кВт ч в 2000 г. до 300 млрд кВт ч в 2020 г. при оптимистическом и благоприятном сценариях и до 230 млрд кВт ч – при умеренном. При этом мощность атомных станций практически удвоится, а доля атомной энергетики в производстве электроэнергии увеличится до 23%.
Одним из основных принципов, заложенных в Генеральной схеме размещения объектов электроэнергетики до 2020 г., является предельно возможное развитие доли не использующих органическое топливо источников электроэнергии – атомных и гидроэлектростанций.
Планы развития атомной энергетики были бы невозможны без следующих предпосылок:
конструктивно-технологической готовности;
достигнутого уровня безопасности в отрасли;
некоторых экологических преимуществ АЭС перед энергетикой на органическом топливе.
В настоящее время Россия строит 9 блоков АЭС в стране и за рубежом. Основой развития атомной энергетики в ближайшее десятилетие будет новый типовой серийный энергоблок с реакторной установкой типа ВВЭР-1200 (АЭС-2006).
Новая технологическая платформа
В числе пяти приоритетов технологического развития российский президент Дмитрий Медведев назвал сохранение и поднятие на новый качественный уровень ядерных технологий7. Благодаря широкомасштабным исследованиям, проводившимся в предыдущие годы, Россия имеет высокую степень готовности к созданию новой технологической платформы атомной энергетики.
Новая технологическая платформа атомной энергетики должна отвечать нескольким ключевым требованиям. Это:
безопасность технологий;
их конкурентоспособность;
неограниченность топливных ресурсов;
экологичность;
решение задач нераспространения.
Таким комплексным требованиям отвечают новые реакторные технологии на основе быстрых реакторов в замкнутом топливном цикле.
Быстрые реакторы, или реакторы на быстрых нейтронах, одно из стратегических инновационных направлений в атомной энергетике. Наиболее продвинулись в разработках этой технологии пять стран – кроме нас, это Франция, Япония, Индия и Китай. Промышленный опыт этой технологии уже есть, и Россия здесь безусловный лидер. Белоярская АЭС – первая в мире и единственная действующая станция, на которой используется реактор на быстрых нейтронах БН-600. Следующий этап развития этой технологии – реактор БН-800, строительство которого ведется на станции в настоящее время. Он сконструирован таким образом, чтобы можно было использовать его для работы на смешанном уран-плутониевом оксидном топливе (МОКС-топливо), сырьем для которого может служить плутоний, нарабатываемый в реакторах на тепловых нейтронах. Сооружение завода по производству МОКС-топлива идет параллельно со строительством реактора БН-800, планируется, что они должны быть запущены в 2014 г.
Идея МОКС-топлива не нова, это топливо в настоящее время используется на АЭС ряда европейских стран, прежде всего во Франции. Преимущество этой технологии состоит в использовании более энергоемкого плутония и одновременном решении вопроса с его утилизацией.
Быстрые реакторы дают возможность воспроизводства топлива и его многократной рециркуляции. Это основа замкнутого топливного цикла, позволяющего решить два принципиальных вопроса:
обеспечения атомной энергетики топливом на длительную перспективу;
снижения количества удаляемого ОЯТ и соответствующих затрат на обращение.
Однако быстрые реакторы с натриевым теплоносителем – не единственное инновационное направление. Также разрабатываются конструкции быстрых реакторов с использованием тяжелых жидких металлов (свинца и свинца-висмута). Здесь важна не только технология, но и сфера ее применения. Современные АЭС – это очень крупные объекты, а реакторы с тяжелыми металлами – это также проекты для малой и средней энергетики, которые могут быть использованы в труднодоступных районах или же там, где нет потребностей в строительстве крупных энергетических объектов. Также в настоящее время прорабатываются альтернативные технологии топлива для быстрых реакторов, рассматриваются проекты использования ядерных реакторов для «неэлектрических» целей, например, для опреснения воды.
Диверсификация исследований и создание широкого спектра реакторных и топливных технологий, находящихся на различных этапах своего освоения, – это непременное условие поддержания инновационного потенциала отрасли. Именно на решение этих задач нацелена Федеральная целевая программа «Ядерные энерготехнологии нового поколения на период
2010–2015 годов и на перспективу до 2020 года». Целью ФЦП является создание новой технологической платформы ядерной энергетики на базе замкнутого ядерного топливного цикла с быстрыми ректорами для атомных электростанций, обеспечивающей потребности страны в энергоресурсах и повышение эффективности использования природного урана и отработавшего ядерного топлива.
Кадровый потенциал – вызов времени
Атомный «ренессанс» со всей остротой поставил перед ведущими странами вопрос о сохранении и развитии человеческого потенциала отрасли. В годы стагнации негативный общественный фон и весьма туманные перспективы в будущем обусловили тот факт, что работа в атомной науке, энергетике и промышленности перестала считаться престижной и привлекательной сферой деятельности. По сути, атомная энергетика за это время потеряла целое поколение молодых специалистов, которые не пришли в отрасль.
Практически все страны в той или иной мере ощутили этот «провал» и активно занялись программами подготовки и привлечения кадров, а такие страны как Китай и Индия сумели за последние годы значительно увеличить кадровый потенциал в этой области. Россия также испытала на себе все последствия стагнации отрасли, к которым добавилось сокращение оборонных и исследовательских программ. Свою, безусловно негативную, роль сыграли и кризисные 1990-е гг. Падение интереса к инженерной профессии как к таковой привело к ситуации, в которой многие российские отрасли, не только атомная, сейчас живут «старыми» кадрами. Вместе с тем, и задача строительства новых АЭС, и реализация новой технологической платформы ставят в качестве приоритетного вопроса кадровое обеспечение отрасли на длительную перспективу.
В этих условиях наращивание кадрового потенциала стало сейчас неотложной и критической задачей. Передача знаний и навыков от одного поколения специалистов другому является непременным условием сохранения и развития высокотехнологичной отрасли. Фактически, если упустить время и пустить процесс на самотек, то передавать знания молодежи будет практически некому. Поэтому сегодня в центре внимания отрасли – вопросы ядерного образования и подготовки кадров, а также создания системы привлечения и закрепления молодежи в организациях отрасли, обеспечения профессионального и социального развития специалистов, приходящих в отрасль.
Заключение
Технологическим локомотивом мировой атомной энергетики являются несколько стран из элиты «ядерного клуба», которым под силу вести обширные научные исследования и реализовы- вать демонстрационные проекты в этой области. Фактически это те страны, которые сегодня присутствуют на мировом рынке ядерных технологий. Беря на себя бремя соответствующих расходов, они во многом определяют пути развития атомной энергетики для всех остальных.
Сегодня также очевидно, что решение ряда задач просто не под силу одной стране. Поэтому во многих вопросах речь идет о создании эффективной международной кооперации для решения общемировых задач. Яркий пример этому – исследования в области термоядерного синтеза. На повестке дня и создание международных центров по обогащению урана, производству и переработке ядерного топлива. Такие центры позволят укрепить режим нераспространения и, вместе с тем, сохранить открытый доступ для всех стран к технологиям мирного атома.
В России реализуемая сегодня государственная политика в области атомной энергетики носит комплексный характер, обеспечивая решение вопросов наследия, задач развития и создания новой технологической платформы. Россия является одной из немногих стран, которая имеет задел практически по всем направлениям ядерных исследований и может предложить наработки по самому широкому спектру видов атомной деятельности: от производства топлива и его переработки до новых реакторных технологий. Поддерживая и развивая этот инновационный потенциал, Россия может стать лидером по ряду направлений и усилить свое присутствие на мировом рынке ядерных технологий.
Онлайн калькуляторы
