Мировые тенденции в сфере энергетике Нетрадиционные виды энергетики Солнечная коллектор Обзор зарубежного опыта строительства АЭС Реакторная установка БН-600 Экологические проблемы гидроэнергетики Атомная энергетика

Экологические проблемы энергетики

Обзор зарубежного опыта строительства АЭС

С начала 1990-х годов темпы строительства новых АЭС снизились по сравнению с предыдущим периодом. Некоторые развитые энергонасыщенные страны, такие как, Бельгия, Германия и Швеция стали проводить политику свертывания выработки электроэнергии на АЭС. Австрия, Дания и Ирландия также заявили о принятии политики, направленной против ядерной энергетики. Такое отношение к ядерной энергетике в немалой степени было обусловлено крупными авариями на АЭС «Три-Майл-Айленд» (США) и в Чернобыле (СССР), которые продемонстрировали недостаточный уровень безопасности АЭС первых поколений. Однако, несмотря на кризис в развитии ядерной энергетики в 90-х годах прошлого столетия не следует забывать о том, что она сохраняет свои позиции как один из основных мировых источников энергии.

Во Франции после нефтяного кризиса 1970-х годов было решено сделать ставку именно на ядерную энергетику. В результате сегодня в стране 77% электроэнергии вырабатывается с помощью 59 ядерных энергоблоков. Сократились и затраты на производство электроэнергии: в 1981 г. они составляли 5% ВВП, а сейчас — всего 1,8%. Страна имеет самые высокие показатели потребления «атомного электричества» на душу населения в мире и планирует строительство в Фламанвилле французского демонстрационного блока "Фламанвиль 3" (1600 МВт эл) с реактором EPR. В период 2005-2006 гг. проведены необходимые организационно-административные мероприятия, а само строительство блока начато в 2007 году. Реактор должен быть введен в эксплуатацию к 2012 году. Компания «Электрисите де Франс» (EDF) объявила о планах замены, начиная с 2020 г., 59 своих действующих реакторов на реакторы EPR. Этот вариант стратегии развития был выбран EDF на основании экономических оценок и экологических показателей атомной энергетики. Предполагаемый темп замены - один энергоблок мощностью 1600 МВт (эл.) в год.

Одна из крупных в Азии ядерно-энергетических программ у Японии, где в настоящее время в эксплуатации находится 53 реактора. Япония к 2017 году планирует дополнительно подключить к энергосети 15 новых энергоблоков, в результате чего доля ядерной энергетики в производстве электроэнергии в Японии превысит 40%, а к 2050 г. ожидается удвоение её атомных энергетических мощностей до 90 ГВт. Япония реализует планы создания энергетических реакторов на быстрых нейтронах и планирует ввести их в коммерческую эксплуатацию в 2050 году. Гидротермальные системы К категории гидротермальных конвективных систем относят подземные бассейны пара или горячей воды, которые выходят на поверхность земли, образуя гейзеры, сернистые грязевые озера и фумаролы. Образование таких систем связано с наличием источника теплоты горячей или расплавленной скальной породы, расположенной относительно близко к поверхности земли. Над этой зоной высокотемпературной скальной породы находится формация из проницаемой горной породы, содержащая воду, которая поднимается вверх в результате ее подстилающей горячей породы.

Согласно энергетической стратегии к 2030 г. Россия намерена увеличить атомные электроэнергетические мощности до 300 ГВт с текущих 160 ГВт, введя в эксплуатацию дополнительные 44 блока.

Крупнейший в мире парк АЭС США, состоящий из 104 реакторов, и обеспечивающий 20% энергопотребностей страны, также планируется увеличить на 32 новых реактора, не считая возведения новых реакторов на базе существующих площадок АЭС.

Две заявки на подготовку площадок были поданы в Канаде.

Энергетические предприятия Латвии, Литвы и Эстонии начали совместное технико-экономическое обоснование сооружения новой АЭС, которая будет эксплуатироваться в интересах всех трех стран.

Самые масштабные планы развития атомной энергетики приняты в Китае, где к 2030 году планируется увеличение атомных энергетических мощностей до 160 ГВт (дополнительно около 149 новых реакторов к действующим 11), а к 2050 атомный парк страны, согласно государственной программе, должен составить 240 реакторов.

Пятикратный прирост ядерных мощностей ожидается также в Индии, где годовой рост ядерной энергетики только до 2012 г. составит 10%, а в целом до 2020 г. будет введен в эксплуатацию 31 новый реактор в дополнение к действующим на сегодня 17 реакторам средней мощности.

Некоторые государства азиатско-тихоокеанского региона планируют включить ядерную энергетику в структуру своей энергетики. Например, Индонезия недавно объявила о своем решении построить в центре острова Ява два реактора мощностью 1000 МВт, а Вьетнам заявил о своем намерении продолжить осуществление ядерно-энергетической программы.

 

Предпосылки развития атомной отрасли РК

В прогнозах Мирового энергетического агентства признается, что ядерная энергетика по сравнению с другими источниками энергии не только помогает удовлетворить растущий спрос на энергию и повысить безопасность энергоснабжения, но и уменьшает выброс углерода в атмосферу, поскольку на предприятия, производящие энергию из органического топлива, приходится около половины антропогенных выбросов парниковых газов.

Рост энергетических потребностей во всем мире, нестабильность цен на нефть и природный газ, экологические ограничения в связи с использованием органического топлива, озабоченность в отношении надежности энергоснабжения в ряде стран делают актуальной своевременную подготовку новых энергетических технологий. Активные исследования новых возобновляемых источников энергии и управляемого термоядерного синтеза пока не позволяют рассматривать их в качестве реалистичных конкурентоспособных способов крупномасштабного замещения традиционного топлива.

Ядерные технологии производства энергии обладают важными принципиальными особенностями по сравнению с другими энерготехнологиями:

ядерное топливо имеет в миллионы раз большую концентрацию энергии и практически неисчерпаемые ресурсы;

отходы ядерной энергетики имеют относительно малые объёмы и могут быть надёжно локализованы, а наиболее опасные из них можно «дожигать» в ядерных реакторах;

ядерный топливный цикл (ЯТЦ) может быть реализован таким образом, что радиоактивность и радиотоксичность отходов не превысят их значений для руды, из которой добывается уран.

Таким образом, ядерная энергетика потенциально обладает всеми необходимыми качествами для постепенного замещения значительной части энергетики на ископаемом органическом топливе и становления в обозримом будущем в качестве доминирующей энерготехнологии.

Создание атомной энергетики является масштабной, дорогостоящей и очень сложной задачей для любого государства вне зависимости от имеющегося в стране научно-технического потенциала. В этой связи не вызывает сомнений целесообразность подхода, при котором странами, начинающими процесс создания атомной энергетики, в максимальной степени учитывается предшествующий международный опыт. Этот опыт обобщен в серии документов МАГАТЭ о порядке внедрения атомной энергетики в развивающихся странах, которые издаются с начала 70-х гг. прошлого столетия.

В этом смысле нет причин и оснований для утверждения, что Казахстан может и должен изобрести свой собственный путь развития атомной энергетики. Рациональная постановка задачи состоит в том, чтобы при строительстве атомной энергетики в Республике Казахстан использовать имеющийся международный опыт с максимальным учетом национальных факторов.

На сегодняшний день в Казахстане имеются все объективные предпосылки для создания и развития атомной отрасли:

наличие значительного количества разведанных запасов урана;

наличие развитой уранодобывающей и ураноперерабатывающей промышленности, предприятий производства топлива и конструкционных материалов для ядерных энергетических реакторов, с использованием современных технологий, представленных в РК Национальной атомной компанией «Казатомпром» (НАК «Казатомпром»);

наличие атомной науки, представленной РГП Национальный ядерный центр РК (РГП НЯЦ РК) с базовыми экспериментальными установками, включая исследовательские реакторы, способной решать задачи мирового уровня по направлениям развития атомной энергетики и обеспечения условий ее безопасного применения, выполнять исследования в области ядерной физики, физики и техники ядерных реакторов;

наличие кадрового потенциала высококвалифицированных специалистов, как в атомной промышленности РК, так и в атомной науке, включая специалистов, принимавших участие в эксплуатации энергетического реактора БН-350 и принимающих участие в эксплуатации исследовательских реакторов ИВГ, ИГР и ВВР-К РГП НЯЦ РК; 

существенный задел в области разработки и внедрения ядерных технологий для получения медицинских радиофармпрепаратов, радиоизотопов, трансмутации, стерилизации материалов, по созданию электродвигательных установок и др.;

законодательно оформленная нормативно-правовая база регулирова­ния вопросов использования атомной энергии, делящихся и ядерных материалов, соответствующая требованиям МАГАТЭ, но нуждающаяся в доработке и дальнейшем развитии;

наличие опыта ликвидации и рекультивации объектов геологоразведочной, уранодобывающей и ураноперерабатывающей деятельности бывшего Министерства среднего машиностроения СССР, а также ликвидации последствий испытаний оружия массового поражения на Семипалатинском испытательном ядерном полигоне;

наличие системы мониторинга сейсмических событий;

угроза потери энергетической независимости уже не в столь отдаленном будущем вследствие однобокого развития энергетической отрасли, ориентированной только на запасы органического топлива.

Основным постулатом рационального подхода к созданию атомной энергетики, оправданного международным опытом, является решение всех стоящих задач на основе объективных оценок и тщательного планирования, учитывающего долговременные перспективные потребности страны в энергии и текущее состояние и перспективы развития атомной энергетики в мире.

Атомная промышленность По данным МАГАТЭ около 19 % от всех разведанных мировых запасов сосредоточено в недрах Республики Казахстан. Общие запасы и ресурсы страны оцениваются в 1 609 тыс. тонн урана. В настоящее время в мире существует дисбаланс между потребностью в топливе для АЭС в пересчёте на природный урана и количеством свежедобытого природного урана: при производстве топлива для АЭС вместо свежедобытого урана используются и другие - вторичные источников (складские запасы добытого ранее природного урана, регенерированный уран, МОХ топливо и др.).

Социально-экономические последствия сооружения АЭС Реализация мероприятий Программы позволит оптимально и сбалансировано использовать имеющиеся топливные и минеральные ресурсы, повысить экспортный потенциал страны, обеспечить экологическую чистоту энергетических технологий, развивать ядерные технологии для использования в различных отраслях экономики, обеспечить социально-экономическое развитие территорий Республики в регионах строительства атомных электростанций (АЭС), включая следующие социально-экономические последствия сооружения АЭС

Доля продукта деления в каждой фазе определяется температурой, кислородным потенциалом и термодинамической прочностью соединений. Поэтому при выборе содержания имитаторов продуктов деления были сделаны следующие допущения. Во-первых, предполагалось, что металлические включения состоят из Мо, Ru и Pd. Причем к содержанию молибдена добавлялось содержание Tc и Nb, а к содержанию Pd-родий. Такой подход был применен ко всем топливным композициям и основывался на близости свойств и поведения в топливе основного и добавленного компонента.

 Микроструктура образцов модельного топлива на основе UO2-Er2O3 (рис.3) была получена на сканирующем микроскопе “Camebax” при ускоряющем напряжении 20кэв и токе зонда 0,5-1,2 ηА. Структура таблетки на боковой и торцевой поверхности практически одинакова. Хорошо видны границы зерен. Размер зерен колеблется от 3 до 40мкм. Средний размер в таблетках всех партий изменялся в пределах 12-16мкм.


Вкладываемые контейнеры ссылка.
Конструкция реакторной установки БРЕСТ-1200