Будущее ядерной энергетики | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Сердюкова А. Ф., Барабанщиков Д. А. Будущее ядерной энергетики // Молодой ученый. — 2016. — №28. — С. 342-346. — URL https://moluch.ru/archive/132/36749/ (дата обращения: 21.10.2018).



В статье на базе обработанных статистических данных проанализированы тенденции развития ядерной энергетики в мире. Сделан вывод о том, что сегодня в мире уделяется значительное внимание развитию перспективных безопасных ядерных технологий, которые не только расширяют ресурсную базу ядерной энергетики, но и позволяют решить проблему ядерных отходов, ядерного нераспространения с одновременным обеспечением конкурентоспособности относительно других источников энергии.

Ключевые слова: атомная энергетика, ядерные технологии, реактор, ядерная безопасность

Рост мировых потребностей в топливе и энергии при существенных ресурсных и экологических ограничениях традиционной энергетики обусловливает необходимость своевременной подготовки новых энергетических технологий, способных взять на себя существенную часть энергетических потребностей, которые продолжают увеличиваться, и стабилизировать потребление органического топлива. К таким технологиям относятся и новые ядерные технологии. На эти технологии возлагается задача распространения преимуществ атомной энергетики и лишения присущих ей на сегодняшний день недостатков.

В последние годы, из-за аварии на японской атомной электростанции (АЭС) «Фукусима-дайити», уверенность в целесообразности использования атомной энергии в мире существенно пошатнулась. Однако, несмотря на отказ ряда стран от дальнейшей эксплуатации существующих и строительства новых АЭС, наметились положительные тенденции развития мировой ядерной энергетики. В частности, ряд стран Азии и Восточной Европы, стремясь достичь устойчивого экономического роста, энергетической безопасности и сокращения выбросов и диоксида углерода (СО2), в ближайшем будущем возобновят развитие ядерной энергетики в мире.

Планы широкомасштабного развития ядерной энергетики обусловлены рядом причин: растущий спрос на энергоресурсы из-за постоянного увеличения численности населения на земном шаре и быструю индустриализацию производства; обострение конкуренции за доступ к сырьевым рынкам; полнота запасов традиционных энергоносителей и неизбежный рост цен на них, а также политическая нестабильность в странах-экспортёрах нефти и газа; необходимость защиты окружающей среды в части выбросов парниковых газов, вызывающих «глобальное потепление»; желание создать независимые от внешних факторов ресурсы энергообеспечения.

Однако, существуют объективные факторы, которые существенно тормозят развитие отрасли. Прежде всего, к ним относятся крупные аварии на АЭС, которые формируют негативное общественное мнение и принятие соответствующих политических решений в ядерной сфере. Кроме того, существует необходимость решения проблем безопасности ядерной энергетики как с точки зрения её воздействия на человека и окружающую среду, так и проблем обращения с отработанным ядерным топливом.

Анализ последних научных работ показал, что учёные сходятся в едином мнении, что будущее ядерной энергетики немыслимо без реакторов на быстрых нейтронах, которые будут перерабатывать обеднённое ядерное топливо. Они позволяют более эффективно использовать запасы урана, решать задачи охраны окружающей среды. И являются ещё более безопасными, чем строящиеся сейчас ядерные энергоблоки.

Цель исследования заключается в том, чтобы рассмотреть перспективы развития ядерной энергетики в контексте мировых тенденций развития ядерных технологий.

С начала 2000-х годов и до сих пор ядерная энергетика находится на этапе подъёма, во многом обусловленного масштабным строительством АЭС в странах Азиатско-Тихоокеанского региона. В мире отмечается ускоренное закрытие устаревших АЭС, ужесточаются требования к государственному и международному регулированию безопасности объектов отрасли. Однако авария на АЭС «Фукусима-дайити» в Японии внесла определённые коррективы, которые негативно повлияли на прогнозируемые темпы развития отрасли. Бесспорно, ископаемые виды топлива (нефть, природный газ и уголь) по-прежнему удовлетворяет большую часть мировых потребностей, ведь никакой другой источник энергии не сможет сравниться с ними в доступности, экономичности и масштабах производства. Однако среди неископаемых видов топлива именно доля атомной энергии в потреблении энергии хотя и медленно, но растёт.

По прогнозам Всемирной ядерной ассоциации, сделанным в 2016 году, общемировые мощности ядерной энергетики возрастут на 26.7 % (до 494 ГВт) в 2030 году и более чем на 40 % (546 ГВт) в 2035 году (при высоком сценарии). При низком сценарии ядерно-энергетические мощности в 2030 году останутся примерно на нынешнем уровне. Предполагается, что в 2050 году ядерный потенциал составит около 964 ГВт, обеспечивая 24 % мирового электроснабжения [2]. Рост ядерной энергетики возможен благодаря ускоренному переходу на стандартные реакторы III и IV поколений, а также на реакторы на быстрых нейтронах [1]. Это позволит решить проблемы как обеспечения стран урановой рудой, так и отработанного ядерного топлива, повысить экономические показатели работы и безопасность АЭС.

Реакторы III поколения характеризуются снижением капитальных затрат и сокращением срока строительства; большим коэффициентом использования мощности и долгим сроком службы (типичный срок составляет 60 лет); простой и надёжной конструкцией, лёгкой в обслуживании и менее уязвимой к эксплуатационным проблемам; пониженной вероятностью аварий с расплавлением активной зоны; минимальным воздействием на окружающую среду; большей степенью выгорания топлива для уменьшения объёма отходов и потребности в топливе; использованием поглотителей, которые сгорят для продления срока службы топливных элементов.

Реакторы IV поколения будут экономически эффективными, более безопасными, будут производить меньше долгоживущих радиоактивных отходов и обеспечат требования к нераспространению ядерных технологий и материалов. Исследование и разработка реакторов IV поколения проводятся в рамках программы Generation IV International Forum, в которой принимают участие Аргентина, Бразилия, Великобритания, Канада, Южная Корея, ЮАР, США, Франция, Швейцария, Япония и Евратом, а также в рамках инициированного МАГАТЭ Международного проекта разработки инновационных ядерных реакторов и топливных циклов (INPRO).

Сегодня стремительно растёт число запросов в Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ), особенно от развивающихся стран, по поводу предоставления им «технических условий» на создание энергетических систем, где ядерной энергетике отводится важное место.

На сегодняшний день только 8 стран имеют ядерный потенциал. 55 стран имеют 245 экспериментальных реакторов гражданского назначения, более 1/3 из них находится в развивающихся странах. По состоянию на 1 сентября 2016 года 31 страна имеет 447 промышленных ядерных реакторов с общей установленной мощностью свыше 390000 МВт. Это более чем в три раза превышает общую энергетическую мощность всех ресурсов Франции и Германии. Около 60 дополнительных ядерных реакторов находятся в стадии строительства, что эквивалентно 16 % существующих мощностей, в то время как более 160 находятся на стадии предложений к строительству, что эквивалентно почти половине нынешней мощности [2]. В 16 странах четверть электроэнергии вырабатывается атомными электростанциями, во Франции — три четверти, в Бельгии, Чешской Республике, Финляндии, Венгрии, Словакии, Швеции, Швейцарии, Словении и Украине — около одной трети и больше. Более 30 % электроэнергии в Южной Корее и Болгарии вырабатывается атомными электростанциями. В США, Великобритании, Испании, Румынии и России почти пятая часть энергии является ядерной. В Японии более одной четверти электроэнергии вырабатывалась атомными электростанциями и после аварии на АЭС страна возвращается к этому уровню. В Италии и Дании лишь 10 % электроэнергии имеет ядерное происхождение.

Сегодня из всех действующих реакторов АЭС в мире почти половина эксплуатируются сверх проектного срока. В то же время относительно 112 энергоблоков, согласно данным МАГАТЭ, планируется продлить срок эксплуатации. Как показывает мировой опыт, удлинение проектных сроков эксплуатации энергоблоков обусловлено экономической целесообразностью и обеспечением необходимого уровня безопасности. По итогам 2015 года, к энергосети были подключены десять новых реакторов, восемь из которых находятся в Китае, по одному — в Республике Корея и в Российской Федерации — (энергоблок № 4 Белоярской АЭС).

По данным Международного ядерного агентства, по состоянию на 1 сентября 2016 года, первое место по производству ядерной энергии в мире занимают США (около одной трети электроэнергии из АЭС в мире). Отдельного внимания заслуживает развитие атомной энергетики в странах ЕС. Фактически, ядерная энергия, несмотря на катастрофу на японской АЭС «Фукусима-дайити», рассматривается как экологический источник энергии наряду с ВИЭ (возобновляемые источники энергии). Важность ядерной энергетики отражается в решениях на общеевропейском уровне, принятых в связи с необходимостью сокращения к 2020г. выбросов парниковых газов на 20 % [1]. Сегодня ядерная энергетика больше всего представлена ​​в Болгарии, Финляндии, Чехии, Словении, Швеции, Бельгии, Венгрии, Словакии и Франции. В указанных странах доля производства электроэнергии на АЭС составляет 32–77 %. Среди стран-членов ЕС Франция считается крупнейшим ядерным государством, поскольку занимает второе место в мире после США по количеству действующих реакторов. Страна, несмотря на последствия катастрофы в Японии, продолжайте как количественно, так и качественно наращивать ядерный энергетический потенциал. Первая АЭС во Франции была построена в 1956г., но только после нефтяного «шока» 1970-х годов её атомная энергетика постепенно заняла ведущее место. А специальный закон, принятый 13 июля 2005г., закрепил за ядерной энергетикой статус главного источника энергии. Несмотря на завершение срока эксплуатации большинства АЭС в 2020г., в стране постепенно обновляется оборудование и активно реализуется программа построения реакторов нового поколения, отвечающих требованиям экономической конкуренции, охраны окружающей среды и повышенной безопасности.

Страной же, которая кардинально изменила вектор развития ядерной энергетики среди развитых стран ЕС, является Германия. 14 марта 2011г. канцлер А. Меркель объявила о пересмотре стандартов безопасности для немецких АЭС, и эту дату можно считать началом радикальных изменений в развитии ядерной энергетики Германии. Тогда же была создана Этическая комиссия безопасного энергоснабжения (Ethics Commission for a Safe Energy Supply), которая рекомендовала осуществить отход страны от ядерной энергетики до 2021г. и остановку реакторов.

Противоположная ситуация сложилась в странах Восточной Европы. Согласно имеющимся прогнозам, такие страны, как Польша, Румыния, Чехия, Словакия, Болгария, Словения и Литва при определённых обстоятельствах способны стать локомотивами «атомного ренессанса» в ЕС, а строительство новых АЭС позволит решить сразу несколько важнейших задач: получить относительно недорогую электроэнергию в значительных объёмах, достичь установленных экологических нормативов и обеспечить энергетическую безопасность.

В мае 2014. Европейская Комиссия приняла новую Стратегию энергетической безопасности, рекомендации которой касались преимущественно обеспечения энергетической безопасности. В декабре 2015г. в Париже во время ХХ конференции стран-участниц Рамочной конвенции ООН об изменении климата атомная энергетика была признана как низкоуглеродистая технология производства электроэнергии и она была включена наряду с другими низкоуглеродистыми технологиями в схемы финансирования деятельности по предупреждению изменения климата.

Российская инициатива направлена на организацию широкомасштабного международного сотрудничества по разработке конкурентоспособных, экологических, безопасных с точки зрения распространения ядерного оружия инновационных ядерных технологий, способных обеспечить устойчивое развитие общества в долгосрочном плане. Россия неуклонно движется вперед, разрабатывая планы расширения роли ядерной энергетики, включая разработку ядерного реактора по новейшей технологии. Наша страна планирует увеличить свой ядерный потенциал до 30,5 ГВт к 2020 году, используя легководные реакторы мирового класса [3]. Россия является мировым лидером по экспорту ядерных реакторов, строительству и финансированию новых АЭС в ряде стран.

Модернизация российской экономики затрагивает и ядерную энергетику. Внедрение инновационных подходов к проектированию, строительству и эксплуатации атомных электростанций является требованием времени. Например, развитие технологии реакторов на быстрых нейтронах позволяет решить целый ряд важнейших задач, таких как обеспечение безопасности АЭС и эффективное использование ядерного топлива [1, с. 31].

Стоит заметить, что во всём мире на АЭС постоянно проводятся работы по повышению безопасности, которые учитывают уроки аварии на АЭС «Фукусима-дайити», а также включают повышение эффективности глубокоэшелонированной защиты; укрепление потенциала аварийной готовности и реагирования; поддержание и активизацию работы по наращиванию потенциала; защита населения и окружающей среды от ионизирующих излучений. Базовым элементом по укреплению инфраструктуры ядерной безопасности, проводимой государствами и другими соответствующими организациями (в частности, Всемирная ядерная ассоциация, Международное ядерное агентство, Европейская организация по ядерным исследованиям, Агентство по ядерной энергии и др.), является План действий МАГАТЭ по ядерной безопасности.

Несмотря на продолжающиеся дискуссии относительно рисков эксплуатации объектов «мирного атома», в последние годы развитие мировой ядерной энергетики характеризуется положительными тенденциями. О чём, в частности, свидетельствуют активное строительство новых и модернизация уже действующих реакторов во многих странах. На атомную энергетику сегодня приходится 11,5 % мирового производства электроэнергии и, по прогнозам Международного энергетического агентства, её доля будет неуклонно расти. Ядерная энергетика продолжает оставаться одним из перспективных направлений. По сравнению с традиционными источниками энергии ядерная энергетика имеет более высокую производительность (в частности ядерное топливо); не создаёт парниковый эффект, поскольку считается самым чистым по экологическим стандартам способом генерирования энергии. Ежегодно АЭС в Европе позволяют избежать эмиссии 700 млн. тонн СО2; имеется возможность повторного использования топлива (после регенерации).

Литература:

  1. Акатов А. А., Коряковский Ю. С. Будущее ядерной энергетики. Реакторы на быстрых нейтронах. — 2012. — 36 с.
  2. Всемирная ядерная ассоциация: официальный сайт. Режим доступа: http://www.world-nuclear.org/
  3. Государственная корпорация по атомной энергии «Росатом»: официальный сайт. Режим доступа: http://www.rosatom.ru/
  4. Обзор ядерных технологий — 2016: Доклад Генерального директора Международного агентства по атомной энергии (IAEA). — 70 с. — [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.iaea.org/About/Policy/GC/GC60/GC60InfDocuments/Russian/gc60inf-2_rus.pdf
  5. Europe 2020: Europe’s growth strategy — http://ec.europa.eu/europe2020/pdf/europe_2020_explained.pd
Основные термины (генерируются автоматически): ядерная энергетика, атомная энергетика, окружающая среда, реактор, АЭС, Япония, США, энергетическая безопасность, атомная энергия, ядерная безопасность.


Ключевые слова

реактор, атомная энергетика, ядерные технологии, ядерная безопасность

Похожие статьи

Факторы неизбежного развития атомной энергетики

атомная энергетика, окружающая среда, США, модульный газоохлаждаемый реактор, ядерная энергетика, время, длительный период времени, атомная энергия, углеводородное топливо, ядерное топливо.

Атомные электростанции | Статья в журнале «Молодой ученый»

Атомная электростанция (АЭС) — электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия преобразуется в электрическую. Генератором энергии на АЭС является атомный реактор. Тепло, которое выделяется в реакторе в результате цепной реакции деления ядер некоторых...

Атомная энергетика и освоение Арктики | Статья в журнале...

Ключевые слова: Арктика, атомная энергетика, АЭС, атомные ледоколы, ледовое судостроение.

В 90-е годы ХХ века государства мира начали включать в национальную безопасность аспект энергетической безопасности.

Конкурентоспособность России на мировом рынке атомной...

атомная энергетика, атомная энергия, мировой рынок, природный уран, США, Россия, Китай, Казахстан, ядерная энергетика, обогащение урана.

Атомные электростанции | Статья в журнале «Молодой ученый»

А́томная электроста́нция (АЭС) — ядерная

Атомные станции по виду отпускаемой энергии можно разделить на

1. Кесслер «Ядерная энергетика» Москва: Энергоиздат, 1986 г. 2. Х. Маргулова «Атомная энергетика сегодня и завтра» Москва: Высшая школа, 1989 г.

Перспективы развития энергетики в России и в мире

мировая энергетика, атомная энергетика, атомная энергия, доля затрат, инновационный сценарий, Россия, индустриальная энергетика, индустриальная фаза, ВВП страны, энергетическая революция.

Использование энергии биомассы Мирового океана

Основу современной мировой энергетики составляют атомные электростанции.

На сегодняшний день ядерная энергетика − один из наиболее перспективных путей утоления энергетического голода.

Использование ядерных материалов в мирных целях

Россия, ядерная медицина, атомная энергия, источник излучения, реактор, Российская Федерация, короткоживущий изотоп, водоводяной реактор, атомный ледокольный флот, атомная энергетика.

Торий — лучший источник энергии

Основным элементом атомной электростанции является ядерный реактор. В нём протекает цепная ядерная реакция, в результате которой выделяется тепло. Реакция эта управляемая, именно поэтому мы можем использовать энергию постепенно, а не получаем ядерный...

Факторы неизбежного развития атомной энергетики

атомная энергетика, окружающая среда, США, модульный газоохлаждаемый реактор, ядерная энергетика, время, длительный период времени, атомная энергия, углеводородное топливо, ядерное топливо.

Атомные электростанции | Статья в журнале «Молодой ученый»

Атомная электростанция (АЭС) — электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия преобразуется в электрическую. Генератором энергии на АЭС является атомный реактор. Тепло, которое выделяется в реакторе в результате цепной реакции деления ядер некоторых...

Атомная энергетика и освоение Арктики | Статья в журнале...

Ключевые слова: Арктика, атомная энергетика, АЭС, атомные ледоколы, ледовое судостроение.

В 90-е годы ХХ века государства мира начали включать в национальную безопасность аспект энергетической безопасности.

Конкурентоспособность России на мировом рынке атомной...

атомная энергетика, атомная энергия, мировой рынок, природный уран, США, Россия, Китай, Казахстан, ядерная энергетика, обогащение урана.

Атомные электростанции | Статья в журнале «Молодой ученый»

А́томная электроста́нция (АЭС) — ядерная

Атомные станции по виду отпускаемой энергии можно разделить на

1. Кесслер «Ядерная энергетика» Москва: Энергоиздат, 1986 г. 2. Х. Маргулова «Атомная энергетика сегодня и завтра» Москва: Высшая школа, 1989 г.

Перспективы развития энергетики в России и в мире

мировая энергетика, атомная энергетика, атомная энергия, доля затрат, инновационный сценарий, Россия, индустриальная энергетика, индустриальная фаза, ВВП страны, энергетическая революция.

Использование энергии биомассы Мирового океана

Основу современной мировой энергетики составляют атомные электростанции.

На сегодняшний день ядерная энергетика − один из наиболее перспективных путей утоления энергетического голода.

Использование ядерных материалов в мирных целях

Россия, ядерная медицина, атомная энергия, источник излучения, реактор, Российская Федерация, короткоживущий изотоп, водоводяной реактор, атомный ледокольный флот, атомная энергетика.

Торий — лучший источник энергии

Основным элементом атомной электростанции является ядерный реактор. В нём протекает цепная ядерная реакция, в результате которой выделяется тепло. Реакция эта управляемая, именно поэтому мы можем использовать энергию постепенно, а не получаем ядерный...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Факторы неизбежного развития атомной энергетики

атомная энергетика, окружающая среда, США, модульный газоохлаждаемый реактор, ядерная энергетика, время, длительный период времени, атомная энергия, углеводородное топливо, ядерное топливо.

Атомные электростанции | Статья в журнале «Молодой ученый»

Атомная электростанция (АЭС) — электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия преобразуется в электрическую. Генератором энергии на АЭС является атомный реактор. Тепло, которое выделяется в реакторе в результате цепной реакции деления ядер некоторых...

Атомная энергетика и освоение Арктики | Статья в журнале...

Ключевые слова: Арктика, атомная энергетика, АЭС, атомные ледоколы, ледовое судостроение.

В 90-е годы ХХ века государства мира начали включать в национальную безопасность аспект энергетической безопасности.

Конкурентоспособность России на мировом рынке атомной...

атомная энергетика, атомная энергия, мировой рынок, природный уран, США, Россия, Китай, Казахстан, ядерная энергетика, обогащение урана.

Атомные электростанции | Статья в журнале «Молодой ученый»

А́томная электроста́нция (АЭС) — ядерная

Атомные станции по виду отпускаемой энергии можно разделить на

1. Кесслер «Ядерная энергетика» Москва: Энергоиздат, 1986 г. 2. Х. Маргулова «Атомная энергетика сегодня и завтра» Москва: Высшая школа, 1989 г.

Перспективы развития энергетики в России и в мире

мировая энергетика, атомная энергетика, атомная энергия, доля затрат, инновационный сценарий, Россия, индустриальная энергетика, индустриальная фаза, ВВП страны, энергетическая революция.

Использование энергии биомассы Мирового океана

Основу современной мировой энергетики составляют атомные электростанции.

На сегодняшний день ядерная энергетика − один из наиболее перспективных путей утоления энергетического голода.

Использование ядерных материалов в мирных целях

Россия, ядерная медицина, атомная энергия, источник излучения, реактор, Российская Федерация, короткоживущий изотоп, водоводяной реактор, атомный ледокольный флот, атомная энергетика.

Торий — лучший источник энергии

Основным элементом атомной электростанции является ядерный реактор. В нём протекает цепная ядерная реакция, в результате которой выделяется тепло. Реакция эта управляемая, именно поэтому мы можем использовать энергию постепенно, а не получаем ядерный...

Факторы неизбежного развития атомной энергетики

атомная энергетика, окружающая среда, США, модульный газоохлаждаемый реактор, ядерная энергетика, время, длительный период времени, атомная энергия, углеводородное топливо, ядерное топливо.

Атомные электростанции | Статья в журнале «Молодой ученый»

Атомная электростанция (АЭС) — электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия преобразуется в электрическую. Генератором энергии на АЭС является атомный реактор. Тепло, которое выделяется в реакторе в результате цепной реакции деления ядер некоторых...

Атомная энергетика и освоение Арктики | Статья в журнале...

Ключевые слова: Арктика, атомная энергетика, АЭС, атомные ледоколы, ледовое судостроение.

В 90-е годы ХХ века государства мира начали включать в национальную безопасность аспект энергетической безопасности.

Конкурентоспособность России на мировом рынке атомной...

атомная энергетика, атомная энергия, мировой рынок, природный уран, США, Россия, Китай, Казахстан, ядерная энергетика, обогащение урана.

Атомные электростанции | Статья в журнале «Молодой ученый»

А́томная электроста́нция (АЭС) — ядерная

Атомные станции по виду отпускаемой энергии можно разделить на

1. Кесслер «Ядерная энергетика» Москва: Энергоиздат, 1986 г. 2. Х. Маргулова «Атомная энергетика сегодня и завтра» Москва: Высшая школа, 1989 г.

Перспективы развития энергетики в России и в мире

мировая энергетика, атомная энергетика, атомная энергия, доля затрат, инновационный сценарий, Россия, индустриальная энергетика, индустриальная фаза, ВВП страны, энергетическая революция.

Использование энергии биомассы Мирового океана

Основу современной мировой энергетики составляют атомные электростанции.

На сегодняшний день ядерная энергетика − один из наиболее перспективных путей утоления энергетического голода.

Использование ядерных материалов в мирных целях

Россия, ядерная медицина, атомная энергия, источник излучения, реактор, Российская Федерация, короткоживущий изотоп, водоводяной реактор, атомный ледокольный флот, атомная энергетика.

Торий — лучший источник энергии

Основным элементом атомной электростанции является ядерный реактор. В нём протекает цепная ядерная реакция, в результате которой выделяется тепло. Реакция эта управляемая, именно поэтому мы можем использовать энергию постепенно, а не получаем ядерный...

Задать вопрос